申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2023-10-13

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN117419745B

主分类号：G01C25/00

分类号：G01C25/00;G06F17/10;G01C21/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2024.02.06#实质审查的生效;2024.01.19#公开

摘要：本发明提供一种基于循环EKF的惯性辅助地磁在线标定方法及系统，首先根据陀螺仪解算的姿态变化矩阵和地磁传感器输出的关系，构建复杂环境下状态方程，然后根据地磁传感器误差标定模型，构建非线性观测方程，基于状态方程和非线性观测方程确定在线标定滤波模型；通过EKF滤波更新过程，再通过循环滤波量测更新过程，进行在线标定滤波模型状态估计。本发明提出一种循环EKF求解惯性辅助地磁在线标定滤波模型，通过循环滤波量测更新过程，提高状态估计精度，从而实现高精度地磁在线标定。

主权项：1.一种基于循环EKF的惯性辅助地磁在线标定方法，其特征在于，包括步骤：根据陀螺仪解算的姿态变化矩阵和地磁传感器输出的关系，构建复杂环境下状态方程；根据地磁传感器误差标定模型，构建非线性观测方程；基于状态方程和非线性观测方程确定在线标定滤波模型；通过EKF滤波更新过程，再通过循环滤波量测更新过程，进行在线标定滤波模型状态估计；所述状态方程为：Xk＝Fk,k-1Xk-1其中，状态变量状态转移矩阵Hbk为k时刻地磁场矢量在载体坐标系下的投影，Kparameter,k为软磁干扰矩阵，Ok为硬磁干扰矩阵,为姿态转换矩阵，I9×9为单位矩阵；所述地磁传感器误差标定模型为：Hs＝KHb+O+nm其中，软磁干扰矩阵K＝CNCSFI3×3+CSI,硬磁干扰矩阵O＝KHHI+hO，CN为非正交误差矩阵，CSF为刻度因子误差矩阵，CSI为软磁系数矩阵，HHI为硬磁误差矢量，hO为传感器零偏误差矢量，Hs为地磁传感器的测量输出矢量，Hb为地磁场矢量在载体坐标系下的投影，nm为随机噪声；所述观测方程为： 其中，Xk,k-1为根据状态方程所得的一步预测结果，Xk,k-1i,i＝1,2...,12表示一步预测结果中第i个元素，参数矩阵所述在线标定滤波模型为： 式中，Zk＝Hsk；所述通过EKF滤波更新过程具体包括时间更新和量测更新，所述时间更新为： 所述量测更新为： Pk,k＝I12×12-GkHkPk,k-1式中，为一步预测结果，代入观测方程更新观测矩阵，Pk,k-1为一步预测误差协方差矩阵，和Pk,k分别表示状态估计和相应的状态估计误差协方差矩阵，Gk表示Kalman滤波增益，Qk-1为系统噪声协方差矩阵，其更新形式为： 式中，α为可控参数，σg是陀螺仪零偏，Δt为采样时间。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京理工大学 一种基于循环EKF的惯性辅助地磁在线标定方法及系统

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD