国家自然科学基金(10572114)
- 作品数：6 被引量：35H指数：4
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- 基于修正Rodrigues参数和UKF的姿态估计算法被引量：11
- 2008年
- 以修正Rodrigues参数作为姿态参数,利用无味Kalman滤波(UKF)设计了一种全姿态估计算法。修正Rodrigues参数在姿态估计中具有简洁高效的优点,然而,因其奇异性不能用于全姿态运动情况。利用修正Rodrigues参数与其影子参数相互切换的方法可以避免奇异现象的发生。UKF直接利用非线性模型而不需要线性化,适用于高精度的姿态估计。本文针对"陀螺+矢量观测"这种典型的姿态确定模式,以修正Rodrigues参数与其影子参数相互切换的方法描述姿态,利用UKF设计了姿态估计器。状态协方差阵在姿态参数切换时发生突变,引起姿态估计器的滤波波动。为此,提出了在姿态参数切换时对姿态估计器进行修正的方法。最后通过仿真验证了算法的有效性。
- 陈记争袁建平方群
- 关键词：奇异性
- 广义Rodrigues参数姿态描述方法被引量：5
- 2007年
- 提出了一种解决经典Rodrigues参数奇异性的方法．首先建立包括经典Rodrigues参数在内的四套姿态描述参数,然后对它们之间的关系、性质进行了探讨,建立了它们与其他姿态描述参数的转换关系,通过这四套参数相互切换解决了Rodrigues参数的奇异性问题,最后给出这种方法在捷联姿态解算中的应用,仿真结果表明利用该方法与四元数算法或利用修正Rodrigues参数构造的算法相比在不损失计算精度的条件下计算效率大约提高一倍．
- 方群陈记争马卫华
- 关键词：RODRIGUES参数四元数奇异性
- 基于Rodrigues参数的姿态估计算法被引量：13
- 2008年
- 以Rodrigues参数作为姿态描述参数提出一种快速的全姿态估计算法。Rodrigues参数具有简洁高效的特点,但它具有奇异性,不适用于大角度情况。首先将序贯旋转方法和Rodrigues参数相结合,提出了一种简洁、无奇异的姿态描述方法。然后应用该姿态描述方法,针对"矢量观测+陀螺"这种典型的姿态测量方案,讨论飞行器的姿态估计问题。在姿态估计算法设计中,给出了陀螺模型和观测矢量模型,推导了状态和状态误差协方差阵的预测方程和量测更新方程,并提出了预测方程的一种高效积分方法。仿真结果表明在估计精度等同的条件下,该姿态估计算法比四元数算法效率大约提高10%。
- 陈记争袁建平方群
- 关键词：RODRIGUES参数奇异性四元数
- 修正Rodrigues参数在飞行器定姿中的应用(英文)被引量：5
- 2008年
- 在利用修正Rodrigues参数估计姿态时,根据姿态误差的不同目前有两种姿态估计算法:一种以从估计姿态到真实姿态的旋转作为姿态误差,即姿态误差用修正Rodrigues参数来描述,称为乘性误差姿态估计器;另一种以真实姿态参数与估计姿态参数的代数差作为姿态误差,称为减性误差姿态估计器。证明了在小姿态误差情况下这两种算法是等价的。针对修正Rodrigues参数的奇异性,可以利用修正Rodrigues参数与其影子参数相互切换的方法来解决。分析表明,姿态参数切换不会引起乘性误差姿态估计器滤波波动,但会引起减性误差姿态估计器滤波波动,为此给出了减性误差姿态估计器的一种修正方法。最后利用仿真算例验证了所提算法的有效性。
- 陈记争袁建平方群
- 关键词：飞机
- Rodrigues参数的推广形式被引量：4
- 2008年
- 介绍了国内外关于Rodrigues参数改进方法及其应用的研究现状.在此基础上,提出了Rodrigues参数的第一推广形式.现有的射影参数和广义Rodrigues参数都是其特例,为统一研究由Rodrigues参数推广而来的各种三参数姿态描述方法提供理论基础.然后,从第一推广形式这一族姿态描述参数中选取一个子族,即Rodrigues参数的第二推广形式.文中给出了第二推广形式与四元数的关系及第二推广形式表示的姿态运动学方程,并讨论了解决Rodrigues参数的第二推广形式奇异性的方法,为飞行器姿态确定和控制算法设计提供了理论基础.
- 陈记争袁建平方群
- 关键词：RODRIGUES参数奇异性
- 双Rodrigues参数方法及其在姿态确定中的应用被引量：4
- 2008年
- 提出了一种利用Rodrigues参数序对描述刚体姿态运动的方法。首先证明了刚体的任一姿态可以由两个模不大于1的Rodrigues参数组成的序对来描述,采用"冻结"Rodrigues参数序对的第一个Rodrigues参数的方法将其变量的个数从6降低到刚体的转动自由度3,接着讨论Rodrigues参数序对与其它姿态描述参数的关系,然后建立了由Rodrigues参数序对表示的姿态运动学方程,最后给出这种姿态描述方法在飞行器姿态确定中的应用,仿真结果表明该方法的精度优于四元数算法。
- 陈记争袁建平方群
- 关键词：RODRIGUES参数奇异性四元数
