【数据融合】基于matlab拓展卡尔曼滤波IMU和GPS数据融合【含Matlab源码 1600期】

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二、部分源代码

%for testing
clc
clear
close allpauseLen = 0;%%Initializations
%TODO: load data here
data = load('lib/IMU_GPS_GT_data.mat');
IMUData = data.imu;
GPSData = data.gpsAGL;
gt = data.gt;addpath([cd, filesep, 'lib'])
initialStateMean = eye(5);
initialStateCov = eye(9);
deltaT = 1 / 30; %hope this doesn't cause floating point problemsnumSteps = 500000;%TODO largest timestamp in GPS file, divided by deltaT, cast to intresults = zeros(7, numSteps);
% time x y z Rx Ry Rz% sys = system_initialization(deltaT);
Q = blkdiag(eye(3)*(0.35)^2, eye(3)*(0.015)^2, zeros(3));
%IMU noise characteristics
%Using default values from pixhawk px4 controller
%https://dev.px4.io/v1.9.0/en/advanced/parameter_reference.html
%accel: first three values, (m/s^2)^2
%gyro: next three values, (rad/s)^2 filter = filter_initialization(initialStateMean, initialStateCov, Q);%IMU noise? do in filter initializationIMUIdx = 1;
GPSIdx = 1;
nextIMU = IMUData(IMUIdx, :); %first IMU measurement
nextGPS = GPSData(GPSIdx, :); %first GPS measurement%plot ground truth, raw GPS data% plot ground truth positions
plot3(gt(:,2), gt(:,3), gt(:,4), '.g')
grid on
hold on
% plot gps positions
% plot3(GPSData(:,2), GPSData(:,3), GPSData(:,4), '.b')
axis equal
axis vis3dcounter = 0;
MAXIGPS = 2708;
MAXIIMU = 27050;
isStart = false;for t = 1:numStepscurrT = t * deltaT;if(currT >= nextIMU(1)) %if the next IMU measurement has happened
%         disp('prediction')filter.prediction(nextIMU(2:7));isStart = true;IMUIdx = IMUIdx + 1;nextIMU = IMUData(IMUIdx, :);
%         plot3(filter.mu(1, 5), filter.mu(2, 5), filter.mu(3, 5), 'or');endif(currT >= nextGPS(1) & isStart) %if the next GPS measurement has happened
%         disp('correction')counter = counter + 1;filter.correction(nextGPS(2:4));GPSIdx = GPSIdx + 1;nextGPS = GPSData(GPSIdx, :);plot3(nextGPS(2), nextGPS(3), nextGPS(4), '.r');
%         plot3(filter.mu(1, 5), filter.mu(2, 5), filter.mu(3, 5), 'ok');
%         plotPose(filter.mu(1:3, 1:3), filter.mu(1:3, 5), filter.mu(1:3,4));endresults(1, t) = currT;results(2:4, t) = filter.mu(1:3, 5); %just position so far
%     plot3(results(2, t), results(3, t), results(4, t), 'or');
%     disp(filter.mu(1:3, 1:3));if pauseLen == infpause;elseif pauseLen > 0pause(pauseLen);endif IMUIdx >= MAXIIMU || GPSIdx >= MAXIGPSbreakend
end
plot3(results(2,:), results(3,:), results(4,:), '.b');
% xlim([-10 10]);
% ylim([-10 10]);
xlabel('x, m');
ylabel('y, m');
zlabel('z, m');%% Evaluation
gps_score = evaluation(gt, GPSData)results_eval = results.';
score = 0;
estimation_idx = 1;
count = 0;
for i = 2:length(gt)score = score + norm(gt(i, 2:4) - results_eval(30 * (i-1), 2:4)) ^ 2;count = count + 1;
end
count
score = sqrt(score / count)%% Function

三、运行结果

四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 沈再阳.精通MATLAB信号处理[M].清华大学出版社，2015.
[2]高宝建,彭进业,王琳,潘建寿.信号与系统——使用MATLAB分析与实现[M].清华大学出版社，2020.
[3]王文光,魏少明,任欣.信号处理与系统分析的MATLAB实现[M].电子工业出版社，2018.

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