吴 聪, 刘 俊

(上海电机学院 a. 电气学院；b. 机械学院，上海 201306)

在现代工业领域，远程控制的机械手得到了广泛应用。基于多传感器融合的远程控制机械手已成为研究热点，在危险应急的场合有不可替代的作用。基于多传感器融合控制机械手是利用传感器传输手部的参数信息，进而获取运动信息。要完成对机械手的控制首先要获取传感器传输的控制信息,通过构建手势姿态运动系统来得到这一信息。惯性导航系统是将惯性传感器直接固连在载体上[1]，手势姿态运动系统则是将传感器固定在手部的相应位置，利用计算机中的导航程序建立起姿态，通过惯性传感器得到载体信息的同时更新姿态矩阵和解算航姿参数，通过在机械手上的惯性器件(如加速度计,陀螺仪等)定时测定得到机械手的即时运动参数，通过姿态解算算法，解算出机械手的运动姿态。被应用在控制器姿态角上的数据融合算法有互补滤波[2]、共轭梯度法滤波[3]、扩展卡尔曼滤波( EKF)[4]和无迹卡尔曼滤波(UKF)[5]。互补滤波原理简单，能够滤去噪声和抑制漂移，确定合适的低通截止频率对加速度计采集到的数据进行预处理，操作简便，处理后的数据也能有效地完成四元数算法。首先利用加速度计测得重力向量与估计姿态得到的重力向量的误差来矫正积分误差，然后利用矫正后的积分得到所需要的姿态角。在姿态角的解算中，常用的有欧拉角法、方向余弦法和四元数法。……