状态切换UKF的飞行器姿态确定算法

作者：吴勃; 徐欢; 乔相伟

来源：电机与控制学报, 2012, (06): 98-105.

DOI：10.15938/j.emc.2012.06.004

• 姿态估计
• 状态切换无迹卡尔曼滤波
• 四元数
• 参数切换 attitude estimation
• state switch unscented Kalman filter
• quaternion
• parameter switch

针对全维无迹卡尔曼滤波(UKF)算法状态维数倍增所带来的计算负担加剧的问题,提出一种过程和量测不相关的状态切换UKF算法。该算法通过在预测和量测阶段选取不同的状态变量,降低实时滤波的状态维数及Sigma点的选取个数,减小了计算量,提高了运算速度。针对姿态确定中四元数规范化限制,给出一种参数切换算法,在滤波过程中通过四元数与修正罗德里格斯参数实时切换,解决了四元数加权均值和协方差奇异性问题。针对SINS/CCD姿态的仿真实验结果表明,与全维UKF算法相比,状态切换UKF算法估计精确度相当,估计时间缩短了约1/3。

• 单位
  哈尔滨理工大学; 北京环球信息应用开发中心; 西安航天精密机电研究所