[發明專利]利用擴展卡爾曼濾波器用于對移動載體設備的航行進行追蹤的方法

有效

• 申請號: 201680029288.2
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN107690567B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 阿克塞爾·巴勞;西佛·博納伯
• 申請（專利權）人: 賽峰電子與防務公司;工業方法的開發和研究公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20
• 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

1.一種用于追蹤移動載體設備的方法，其中，擴展卡爾曼濾波器在連續迭代中估計所述載體設備的航行狀態，所述擴展卡爾曼濾波器的迭代包括以下步驟：

根據由至少一個慣性傳感器(11)獲取的測量結果和/或運動學模型，將所述載體設備的先前航行狀態傳播至傳播狀態(300)；

根據由至少一個航行傳感器(12)獲取的測量結果，更新所述傳播狀態(500)；

所述方法的特征在于，對于所述傳播狀態中所包含的所述載體設備的至少一個航行變量，所述更新(500)包括以下子步驟：

根據創新值計算線性修正項(503)，所述創新值代表所述航行傳感器(12)獲取的所述測量結果與所述傳播狀態之間的偏差；

在李群意義下，計算線性修正的指數；

計算第一修正項(504)，所述第一修正項在相對于所述載體設備的固定參考系統(Rp)中表示，所述第一修正項取決于所述指數；

通過應用于所述第一修正項的參考系統轉換，計算第二修正項(505)，所述第二修正項在慣性參考系統(Ri)中表示，所述載體設備在所述慣性參考系統中是移動的；

將所述第二修正項加到所述傳播狀態所包含的變量的值中，包含有添加的結果的所述傳播狀態被用作所述迭代的輸出狀態(506)。

2.根據前一權利要求所述的方法，其中，線性修正項等于創新值乘以卡爾曼增益。

3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，計算所述第二修正項(505)包括：將轉置矩陣與所述第一修正項相乘。

4.根據權利要求1或2所述的方法，所述方法還包括：在所述修正項中的至少一個修正項被所述擴展卡爾曼濾波器使用之前，通過在所述擴展卡爾曼濾波器的一次迭代期間對所述至少一個修正項的老化變換，來調整所述至少一個修正項。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，調整所述修正項包括以下子步驟：

根據內存中所存儲的偏差對所述修正項進行附加修正，所述偏差代表在所述擴展卡爾曼濾波器的至少一次先前迭代中應用老化變換的累積近似誤差；

對改變的修正項應用所述老化變換。

6.根據權利要求4所述的方法，其中，調整第一修正項通過變換來進行，所述變換包括將所述第一修正項的基底改變為目標基底，所述目標基底在群的作用下是不變的。

7.根據權利要求4所述的方法，其中，調整所述第一修正項包括對線性修正項∈進行如下形式的變換：

∈→Φ∈

其中，Φ為矩陣，所述矩陣中至少一個塊是根據公式計算的，其中，Ad(.)是李群論意義上的伴隨矩陣，是傳播矩陣，以及Δt是所述擴展卡爾曼濾波器的迭代周期。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，為以下形式中的一種形式：

或者

或者

其中：

∫g表示在所述載體設備的估計位置處計算的重力向量在時刻t和tΔt之間的積分；

∫∫g表示在所述載體設備的估計位置處計算的所述重力向量在時刻t和tΔt之間的二重積分；

I₃表示3階標識塊矩陣；

0_3,3表示所有項均為0的3階方塊矩陣。

9.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述傳播應用以下形式的Riccati方程：

P_t+ΔT＝ΦP_tΦ^T+ΔT.Q

其中，Φ為矩陣，所述矩陣的塊中的至少一個塊是根據公式計算的，其中，Ad(.)是在李群論意義上的伴隨矩陣，是傳播矩陣，以及Δt是所述擴展卡爾曼濾波器的迭代周期。