特色应用
适用于低成本嵌入式系统的实时姿态估计，包括物联网设备、可穿戴传感器、配备九自由度惯性测量单元的无人机飞行控制器以及机器人平台。
摘要
物体在空间中的方位可以通过融合不同类型和冗余传感器来便捷地确定；例如惯性测量单元（IMU）以及磁强计、角速率和重力传感器（MARG）。尽管许多学者已经对此问题进行了研究，且目前已有大量相关算法可用，本文探索了通过提出一些替代性改进方法来提升其计算效率和可靠性的可能性：(a) 一种基于矩阵的重新表述方法，通过避免四元数库运算并利用四元数代数与线性矩阵算子之间已确立的对应关系来加快代码执行速度；(b) 利用欧拉参数与其时间导数之间的必要条件作为运动学一致性残差；(c) 对该范数进行最小化；(d) 在加速度高于重力强度时解耦加速度计传感器数据的可能性。基于矩阵的重新表述方法显著缩短了原始算法的执行时间，而可选的改进步骤则以牺牲大部分时间节省为代价，换取具有机器精度的一致性范数。本文在公开可用的基准数据集上对算法进行了比较，并针对角度测量机械参考标准进行了实验验证。
