Оценка положения с неголономическими ограничениями
The insfilterNonholonomic
объект реализует слияние датчиков инерциального измерительного блока (IMU) и данных GPS для оценки положения в опорной системе координат NED (или БИНС). Данные БИНС получают из данных гироскопа и акселерометра. Фильтр использует вектор состояния с 16 элементами, чтобы отслеживать смещения кватерниона ориентации, скорости, положения и датчика БИНС. The insfilterNonholonomic
объект использует расширенный фильтр Калмана, чтобы оценить эти величины.
создает filter
= insfilterNonholonomicinsfilterErrorState
объект со значениями свойств по умолчанию.
позволяет вам задать опорную систему координат, filter
= insfilterNonholonomic('ReferenceFrame'
,RF
)RF
, из filter
. Задайте RF
как 'NED'
(Северо-Восток-Даун) или 'ENU'
(Восток-Север-Вверх). Значение по умолчанию 'NED'
.
также позволяет вам задать свойства созданного filter
= insfilterNonholonomic(___,Name,Value
)filter
использование одной или нескольких пар "имя-значение". Заключайте каждое имя свойства в одинарные кавычки.
correct | Исправьте состояния, используя прямые измерения состояния для insfilterNonholonomic |
residual | Невязки и остаточные ковариации от прямых измерений состояния для insfilterNonholonomic |
fusegps | Исправьте состояния, используя данные GPS для insfilterNonholonomic |
residualgps | Невязки и остаточная ковариация от измерений для insfilterNonholonomic |
pose | Текущая ориентация и оценка положения для insfilterNonholonomic |
predict | Обновите состояния, используя данные акселерометра и гироскопа для insfilterNonholonomic |
reset | Сбросьте внутренние состояния для insfilterNonholonomic |
stateinfo | Отобразите информацию о векторе состояния для insfilterNonholonomic |
tune | Настройка insfilterNonholonomic параметры для уменьшения ошибки расчета |
copy | Создание копии insfitlerNonholonomic |
Примечание: Следующий алгоритм применяется только к опорной системе координат NED.
insfilterNonholonomic
использует 16-осевое состояние ошибки структуры фильтра Калмана, чтобы оценить положение в опорной системе координат NED. Состояние определяется как:
где
q 0, q 1, q 2, q 3 -- Части ориентационного кватерниона. Кватернион ориентации представляет поворот системы координат от текущей ориентации платформы к локальной системе координат NED.
gyrobias X, gyrobias Y gyrobias Z -- Смещение в считывании гироскопа.
position N, position E, position D -- Положение платформы в локальной системе координат NED.
ν N, ν E, ν D - Скорость платформы в локальной системе координат NED.
accelbias X, accelbias Y accelbias Z -- Смещение в показаниях акселерометра.
Учитывая обычную формулировку функции перехода состояния,
прогнозируемая оценка состояния:
где
И t -- шаг расчета БИНС.
g N, g E, g D - Вектор постоянной гравитации в системе координат.
accel X, accel Y accel Z -- Вектор ускорения в каркасе кузова.
λ accel -- Коэффициент распада смещения акселерометра.
λ gyro -- коэффициент распада гироскопа.
[1] Munguia, R. «A GPS-Aided Inertial Navigation System in Direct Configuration». Журнал прикладных исследований и технологий. Том 12, № 4, 2014, с. 803 - 814.