航姿参考系统的姿态估计方法研究

在行人的运动关节处安装航姿参考系统(AHRS),可以确定行人的运动姿态。 目前的姿态确定算法仍存在精度不足的 问题。 本文设计了一种基于最小 sigma 点集的平方根无迹卡尔曼滤波( SRUKF)算法,具有较高的滤波精度和较好的快速性。 针对算法核心 sigma 点集的确定问题,研究协方差矩阵高阶矩的匹配方法。 提出了基于 n+2 点集的 SRUKF 滤波算法,保留了 n+1 点集的快速性,同时具有 2n+1 点集的精度。 即在 sigma 点集具有 L 阶精度时,协方差矩阵具有 L / 2 阶精度,特别的,当 sigma 点集具有 2 阶精度时,协方差矩阵也具有 2 阶精度。 分析了具有非线性测量函数时滤波迭代的稳定性。 完成了基于标准 测试数据的姿态确定对比实验,实验中姿态精度与 2n+1 点集相仿,而运行时间与 n+1 点集相仿。 实验结果表明,利用基于最 小 sigma 点集的 SRUKF 算法可以很好的实现航姿参考系统的姿态估计。