摘要:隨著(zhù)頭戴式顯示設備的發(fā)展,基于虛擬現實(shí)(Virtual Reality,VR)的教育培訓隨之流行開(kāi)來(lái)。在基于VR設備的教育培訓中,存在用戶(hù)與設備間進(jìn)行交互的場(chǎng)景。在這些場(chǎng)景中,VR設備對使用者頭部姿態(tài)的感知尤為重要。為了保證較高的姿態(tài)解算精度,同時(shí)降低系統的計算量,設計了四種基于頭戴式慣性測量單元(Inertial Measurement Unit,IMU)的姿態(tài)解算方法,并對比了這四種算法的姿態(tài)解算精度和運算效率。實(shí)驗結果表明,相比于其他三種算法,使用四元數微分方程的三階泰勒展開(kāi)遞推式更新四元數,同時(shí)利用間接擴展卡爾曼濾波器融合地磁信息進(jìn)行修正的姿態(tài)解算方法保證了較高的解算精度和較少的運算時(shí)間。該基于地磁修正+三階泰勒展開(kāi)法的頭部姿態(tài)感知算法計算所得歐拉角與SBG公司生產(chǎn)的IG-500N型號IMU中提供的姿態(tài)角具有1.1×10-2度的總體平均偏差,且該算法使用MATLAB R2013a平臺計算14000組數據的耗時(shí)為5.1秒。