基于四元数左不变扩展卡尔曼滤波与噪声协方差整定的鲁棒姿态估计
信号处理
2025-12-09 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
噪声参数的精确估计对于滤波器的最优性能至关重要，尤其是在真实噪声参数值未知或时变的系统中。本文提出了一种用于姿态估计的四元数左不变扩展卡尔曼滤波器（LI-EKF），并集成了自适应噪声协方差估计算法。通过采用迭代期望最大化（EM）方法，该滤波器能够有效估计过程噪声和测量噪声的协方差。大量仿真实验证明了所提方法在姿态估计精度和对初始参数误设的鲁棒性方面的优越性。自适应 LI-EKF 能够适应时变噪声特性，使其成为航空航天、机器人和自主系统等需要可靠姿态估计的各种应用的有前景的解决方案。
引用
@article{arxiv.2409.11496,
title = {Robust Attitude Estimation with Quaternion Left-Invariant EKF and Noise Covariance Tuning},
author = {Yash Pandey and Rahul Bhattacharyya and Yatindra Nath Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.11496},
year = {2025}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication