基于四元数平方根容积卡尔曼滤波的姿态估计

作者：钱华明; 黄蔚; 葛磊; 张广拓

来源：北京航空航天大学学报, 2013, (05): 645-649.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2013.05.026

• 平方根容积卡尔曼滤波
• 四元数
• 拉格朗日代价函数法
• 姿态估计 square-root cubature Kalman filter
• quaternion
• Lagrange loss function
• attitude estimation

针对飞行器姿态确定中乘性扩展卡尔曼滤波(MEKF,Multiplicative Extend-ed Kalman Filter)在较大初始姿态误差角情况下存在估计精度低及收敛速度慢的问题,提出了一种四元数平方根容积卡尔曼滤波(QSCKF,Quaternion Square-root Cubature Kalman Filter)算法.在推导姿态确定系统四元数非线性误差模型的基础上,采用容积数值积分理论来计算非线性函数的均值与方差,同时使用平方根的形式来提高数值稳定性;针对四元数规范化问题,采用拉格朗日代价函数法求解四元数加权均值.仿真结果表明:在初始姿态误差较大的情况下,该算法相比较于MEKF...

• 单位
  哈尔滨工程大学; 天津航海仪器研究所