互补滤波(FPGA 硬件加速)
Complementary Filter — FPGA Hardware Acceleration
按频带互补原则融合两个传感器:低频信任 A(如加速度计)、高频信任 B(如陀螺)。
01
定义
按频带互补原则融合两个传感器:低频信任 A(如加速度计)、高频信任 B(如陀螺)。
02
公式与计算
θ = α·(θ + ω·Δt) + (1−α)·θ_acc
α 为高通权重,截止频率 f_c = α/(2π·Δt·(1−α))
03
适用时机
姿态估计、倾角融合(加速度 + 陀螺),计算量极小适合 MCU。 移植到 FPGA 时需按定点/浮点混合精度重写核心运算,流水线与并行度设计决定吞吐,阈值固化后按时序验证。
04
关键参数
权重 α 或时间常数 τ;FPGA 版本关注位宽、DSP 资源与时钟频率,位宽裁剪需在样本集上复验误差。
05
注意事项
失效与边界本质是频域加权,比 Kalman 简单但无法自适应噪声变化。 FPGA 实现须做时序仿真与上板一致性测试,输出寄存器级文档便于后续改版。
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