二维开式运动链弹道多体估计器

自由飞行机器人的应用涵盖从娱乐用途到航空航天应用。此类系统的控制算法需要基于传感器反馈对其状态进行准确估计。本文的目标是设计并验证一种轻量级状态估计算法，用于自由飞行开式运动链，以估计其质心状态与姿态。本研究未采用非线性动力学模型，而是提出一种由两个卡尔曼滤波器（KF）组成的级联结构，其依赖于自由落体多体系统弹道运动的信息，并结合来自惯性测量单元（IMU）与编码器的反馈。多种算法在Simulink中模拟真实世界的仿真环境下得到验证。在变化若干不确定物理参数后，结果表明所提估计器在跟踪性能与计算时间上均优于EKF与UKF。