Human Motion Analysis with Wearable Inertial Sensors——阅读3

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四元数方向滤波器

之前的研究开发了一种自适应增益互补滤波器，并结合高斯 - 牛顿优化算法来确定陀螺仪测量误差的方向。应用具有自适应测量向量和参考矢量的磁场选择方案，可以显着降低严重磁场畸变和高动态运动的影响，以提高过滤器的性能。陀螺仪偏置的精确估计然后补偿瞬时陀螺仪测量，而不管快速移动或磁性失真。

鉴于基于四元数的旋转表示法的优越性：与欧拉角相比，组合和避免奇点的问题更简单；与旋转矩阵相比，它更具数值稳定性，更有效。四元素Rq的矢量形式如下：

其中i，j和k是四元数的基元，q0是标量的组成部分，是矢量分量。假定，单位四元数表示如下：

考虑式子（2.1），其对应的旋转参数如下：

表示旋转的单位轴，是旋转的角度。