基于噪声协方差调谐的自适应不变扩展卡尔曼滤波器用于姿态估计
信号处理
2024-10-22 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
姿态估计在航空航天工程、机器人和虚拟现实应用中至关重要，但面临非线性系统动力学和传感器限制等困难。本文提出一种基于四元数的数学方法，构建自适应右不变扩展卡尔曼滤波器（RI-EKF），集成惯性和磁力计传感器数据。我们的方法应用期望最大化（EM）算法估计噪声协方差，利用 RI-EKF 的对称性质。我们分析了自适应 RI-EKF 的稳定性、收敛性和准确性，通过仿真实验验证其性能，并与左不变卡尔曼滤波器进行比较。蒙特卡罗仿真验证了噪声协方差估计技术在各种窗口长度下的有效性。
引用
@article{arxiv.2410.01958,
title = {Adaptive Invariant Extended Kalman Filter with Noise Covariance Tuning for Attitude Estimation},
author = {Yash Pandey and Rahul Bhattacharyya and Yatindra Nath Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.01958},
year = {2024}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication