基于Pitot和气压测量的非线性空速与姿态估计观测器
系统与控制
2025-12-09 v1 系统与控制
摘要
本文解决的问题是：在GNSS不可用的无人机( UAV)环境下，使用最小化的 onboard 传感器来估计空速和完整姿态——这一既有趣又在实际中具有重要挑战性的任务对于 UAV导航而言。论文的贡献在于两方面：(i) 建立了统一的可观测性分析，以确定 uniform 可观测性条件，这些条件对于 UAV的轨迹规划和运动控制有益；(ii) 在SO3R3R上设计了一个非线性观测器，将Pitot管、气压高度和磁力计测量作为输出，同时将IMU数据用作输入，纳入统一框架。模拟结果表明，所提出的设计在收敛性和鲁棒性方面均得到验证，包括在最小激发轨迹下的情形。
引用
@article{arxiv.2512.06133,
title = {A Nonlinear Observer for Air-Velocity and Attitude Estimation Using Pitot and Barometric Measurements},
author = {Melone Nyoba Tchonkeu and Soulaimane Berkane and Tarek Hamel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06133},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 4 figures, submitted to IFAC2026