控制与决策

作者：仇翔,石水萌,胡中尧,陈博

单位：浙江工业大学 信息工程学院,杭州 310023,,浙江工业大学 信息工程学院,杭州 310023,,浙江工业大学 信息工程学院,杭州 310023,,浙江工业大学 信息工程学院,杭州 310023,

关键词：姿态估计;冗余IMU;不变卡尔曼滤波;矩阵李群;协方差交叉

基金：浙江省重点研发计划项目(2022C03029,2024C03040).

针对冗余惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)姿态估计问题,通过采用不变扩展卡尔曼滤波器结构,将被估计系统动态特性建模为矩阵李群和偏差向量的混合模型,从而设计基于协方差在线校正的局部IMU姿态估计器.在此基础上,采用对数映射将李群不确定性映射到向量空间,进而构造依赖于局部姿态估计器参数的分布式融合问题,从而设计基于李群的鲁棒协方差交叉融合准则.特别地,为解决局部估计器之间互协方差未知的问题,通过引入先验容差来约束未知互协方差,从而提供低保守性的协方差上界以提高融合估计性能,形成一种具有双层结构的冗余IMU姿态估计方法.最后在下肢外骨骼康复机器人平台上验证所提出算法的有效性.

来源：2025年第1期

《控制与决策》期刊编辑部

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