使用 IMU 进行短期位置跟踪

Question

我对 IMU 的短期位置跟踪进行了很多研究，但似乎找不到任何东西。很多人说用加速度计跟踪位置是不可能的，但这一切都是在长期位置跟踪的背景下进行的。我只是在寻找不到一秒钟的东西。

我用谷歌搜索了一下，发现了这个视频。

这显示了使用 IMU 来实现这一点，但是当我对加速度进行二重积分时，它变得非常混乱。关于如何解决这个问题有什么建议吗？卡尔曼滤波器能解决一些问题吗？

Answer 1

基于双积分加速度计信号的位置误差与以下因素有关：

• 加速度计信号中的偏置漂移。估计偏差中的小误差将导致位置误差快速爆炸（双重积分）。
• 重力。除非加速度计的方向完全垂直于重力，否则加速度计信号中将会存在重力分量。

添加额外的知识/测量有助于减少位置误差的增长，例如：

• 使用陀螺仪和/或磁传感器（9 DOF）跟踪加速度计的方向。如果方向已知，则可以计算并消除加速度计中的重力分量。
• 以已知方向或速度检测特定情况。在视频的情况下，可能会检测到石头平放在棋盘上（垂直速度为零，方向为水平）或位于角落之一（位置已知，速度为零一段时间）。

这可以使用卡尔曼滤波器来实现。