系统工程与电子技术
繫統工程與電子技術
계통공정여전자기술
SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS
2013年
5期
1031-1036
,共6页
姿态估计%单位四元数约束滤波%归一化约束%乘性扩展卡尔曼滤波
姿態估計%單位四元數約束濾波%歸一化約束%乘性擴展卡爾曼濾波
자태고계%단위사원수약속려파%귀일화약속%승성확전잡이만려파
以单位四元数作为姿态描述参数提出一种乘性约束姿态估计算法.四元数具有全局非奇异、运动学方程双线性的优点,但归一化约束条件必须精确保持.首先,比较了加性和乘性滤波算法在估计误差定义和校正方式上的差别,并从物理概念和估计精度上详细分析了无约束四元数估计算法的不足.然后,针对“矢量测量+陀螺”姿态观测模式,利用秉性约束滤波算法设计了姿态估计器.针对状态部分受约束的姿态估计问题,推导了状态和方差预测方程及状态受约束的最优增益矩阵,并将约束增益矩阵应用到姿态估计算法的测量更新过程.最后,通过数学仿真验证了算法在估计精度和收敛性能上的优越性.
以單位四元數作為姿態描述參數提齣一種乘性約束姿態估計算法.四元數具有全跼非奇異、運動學方程雙線性的優點,但歸一化約束條件必鬚精確保持.首先,比較瞭加性和乘性濾波算法在估計誤差定義和校正方式上的差彆,併從物理概唸和估計精度上詳細分析瞭無約束四元數估計算法的不足.然後,針對“矢量測量+陀螺”姿態觀測模式,利用秉性約束濾波算法設計瞭姿態估計器.針對狀態部分受約束的姿態估計問題,推導瞭狀態和方差預測方程及狀態受約束的最優增益矩陣,併將約束增益矩陣應用到姿態估計算法的測量更新過程.最後,通過數學倣真驗證瞭算法在估計精度和收斂性能上的優越性.
이단위사원수작위자태묘술삼수제출일충승성약속자태고계산법.사원수구유전국비기이、운동학방정쌍선성적우점,단귀일화약속조건필수정학보지.수선,비교료가성화승성려파산법재고계오차정의화교정방식상적차별,병종물리개념화고계정도상상세분석료무약속사원수고계산법적불족.연후,침대“시량측량+타라”자태관측모식,이용병성약속려파산법설계료자태고계기.침대상태부분수약속적자태고계문제,추도료상태화방차예측방정급상태수약속적최우증익구진,병장약속증익구진응용도자태고계산법적측량경신과정.최후,통과수학방진험증료산법재고계정도화수렴성능상적우월성.
