[發明專利]在能觀測性方面受約束的導航狀態的估計方法

有效

• 申請號: 201580064753.1
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN107110650B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 蒂里·佩多
• 申請（專利權）人: 賽峰電子與防務公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 徐川;姚開麗

1.一種用于通過擴展卡爾曼濾波器估計移動載體的導航狀態的方法，其中，所述導航狀態包括變量，其中，所述方法包括以下步驟：

-采集所述變量中的至少一個變量的測量值，

-根據先前的估計狀態、觀測矩陣、轉移矩陣和所采集的測量值進行擴展卡爾曼濾波(400)以產生當前估計狀態和協方差矩陣，所述協方差矩陣在所述導航狀態的空間中界定了誤差的區域，

其特征在于，所述方法包括在所述轉移矩陣和所述觀測矩陣在被用于所述擴展卡爾曼濾波之前，對所述轉移矩陣和所述觀測矩陣進行調整(310，330)，以使得調整后的矩陣驗證能觀測性條件，所述能觀測性條件取決于所述移動載體的導航狀態的所述變量中的至少一個，其中，所述能觀測性條件適于防止卡爾曼濾波器減小區域沿所述狀態空間的至少一個不可觀測軸的尺寸，其中，待通過調整后的所述轉移矩陣和所述觀測矩陣驗證的所述能觀測性條件為與所述轉移矩陣和所述觀測矩陣相關聯的能觀測性矩陣的核的零維數，以及

其中，所述調整包括：

-根據先前的估計狀態計算(301)不可觀測向量的至少一個初級基，

-針對每個待調整的矩陣，根據向量的所述初級基計算(306，308)與所述每個矩陣相關聯的至少一個矩陣差，

-根據與所述每個待調整的矩陣相關聯的矩陣差，對每個待調整的矩陣偏移(330)以驗證所述能觀測性條件。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述擴展卡爾曼濾波包括：

-通過調整后的所述轉移矩陣將先前的估計狀態傳播到預測狀態，

-在所述預測狀態中使非線性模型線性化以在所述調整步驟之前產生觀測矩陣，

-對通過線性化產生的所述觀測矩陣進行調整。

3.根據權利要求1或2所述的方法，還包括將向量的所述初級基正交化(302)為向量的次級基，其中，與所述觀測矩陣相關聯的所述矩陣差根據向量的所述次級基來計算。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，與所述觀測矩陣相關聯的所述矩陣差為基本矩陣差的和，其中，每個基本矩陣差根據所述次級基的與所述每個基本矩陣差相關聯的向量來計算。

5.根據權利要求3所述的方法，其中，連續循環地重復所述估計方法的步驟，并且被稱為當前循環的給定循環包括以下步驟：

-存儲(303)正交化向量的所述次級基及同樣通過所述正交化步驟產生的正交化系數，以及

-通過在前一循環期間存儲的正交化系數將向量的所述初級基轉換(304)成向量的第三級基，

其中，計算(306)與所述轉移矩陣相關聯的矩陣差使用在前一循環期間存儲的次級基和在當前循環期間計算的所述第三級基作為輸入。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，與所述轉移矩陣相關聯的所述矩陣差為基本矩陣差的和，其中，每個基本矩陣差根據在前一循環期間存儲的并且特定于所述基本矩陣差的所述次級基的向量，以及根據在當前循環期間計算的并且特定于所述基本矩陣差的所述第三級基的向量來計算。

7.一種慣性單元(IN)，包括多個傳感器(CI，CC)和裝置(E)，所述裝置用于通過執行如前述權利要求中任一項所述的方法來估計所述慣性單元的導航狀態。

8.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有程序代碼指令，所述程序代碼指令用于當該程序被數據處理裝置(E)執行時，執行如權利要求1至6中任一項所述的方法的步驟。