結(jié)合濾波器

結(jié)合濾波器（Complementary filter）是一種常用于傳感器融合的濾波器，通過(guò)將多個(gè)傳感器的輸出結(jié)合得到更加準(zhǔn)確的估計(jì)值，具有簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

1.結(jié)合濾波器的作用

結(jié)合濾波器可以用來(lái)解決單個(gè)傳感器所帶來(lái)的誤差問(wèn)題，例如加速度計(jì)積分計(jì)算姿態(tài)角時(shí)可能引入積分漂移誤差，但是使用陀螺儀單獨(dú)計(jì)算又會(huì)帶來(lái)零飄和噪聲等問(wèn)題，該濾波器可以將兩者結(jié)合起來(lái)得到更加準(zhǔn)確的姿態(tài)角信息。

2.結(jié)合濾波器工作原理

結(jié)合濾波器的核心思想是將不同傳感器的輸出進(jìn)行加權(quán)平均，以得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果。具體地，設(shè)傳感器 $A$ 和 $B$ 分別輸出為 $a(t)$ 和 $b(t)$，則通過(guò)如下公式求得結(jié)合后的最終輸出 $c(t)$：

$$c(t) = alpha a(t) + (1-alpha) b(t)$$

其中 $alpha$ 為權(quán)重參數(shù)，其取值范圍為 $[0,1]$，根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景可以進(jìn)行調(diào)整。當(dāng) $alpha=0$ 時(shí)，濾波器完全采用傳感器 $B$ 的輸出；當(dāng) $alpha=1$ 時(shí)，則完全采用傳感器 $A$ 的輸出；通常情況下，$alpha$ 應(yīng)該設(shè)置在兩個(gè)傳感器輸出誤差較小的范圍內(nèi)，以達(dá)到更好的效果。