基于四元数互补滤波算法的车载MIMU 论文

针对MEMS惯性器件由于测量精度低、数据易漂移而导致车载惯性导航系统姿态解算数据不稳定和精度不高的问题，设计了一种基于四元数互补滤波算法的高精度车载MEMS惯性测量单元（MIMU）。四元数算法的使用在降低MIMU运行过程中的计算难度的同时，也有效解决了姿态解算中的奇点问题。为了进一步提升精度，采用了互补滤波算法，该算法在惯性传感器运行过程中，能够对高低频误差进行动态补偿与数据融合，从而减小陀螺仪积分漂移的累加，并抑制加速度计振动误差，实现多传感器数据融合的MIMU姿态解算。

为了验证这一设计的有效性，将MIMU放置于高精度无磁转台上进行动态测试。通过设置转台运行动作来模拟车载环境，采集并分析了MIMU在动态环境中的各个轴向角实时数据与误差数据。试验结果表明，MIMU的横滚角精度为0.26°，俯仰角精度为0.23°，航向角精度为0.51°。

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读者不仅可以深入了解MIMU的实现细节，还可以掌握更多关于四元数算法和滤波算法在惯性导航系统中的应用，为进一步的研究和开发提供坚实的理论基础。