[发明专利]使用不变卡尔曼滤波器和第二交通工具的导航状态的交通工具导航辅助方法及装置

权利要求书

1.一种用于辅助第一载体(1)导航的方法，所述第一载体相对于本身能够在参考坐标系中移动的第二载体(2)静止，所述方法包括由所述第一载体(1)实现的以下步骤：

接收(102)由所述第二载体(2)提供的、在所述第二载体(2)的参考坐标系中的导航状态X₂；

通过所述第一载体(1)的至少一个本体感受传感器(6)获取(112)所述第一载体(1)的移动数据；

通过不变卡尔曼滤波器使用所述第二载体(2)的导航状态X₂作为观测数据，估计所述第一载体(1)的导航状态X₁，其中，所述第一载体(1)的导航状态包括：

第一变量，表示将附接于所述第一载体(1)的第一坐标系关联到所述参考坐标系的第一刚性变换T₁；以及

第二变量，表示将附接于所述第二载体(2)的第二坐标系关联到附接于所述第一载体(1)的第一坐标系的第二刚性变换T₂₁，

其中，所述不变卡尔曼滤波器使用包括所述第一刚性变换和所述第二刚性变换的逐项组合的运算作为二元运算。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一变量包括表示所述第一载体(1)的姿态的旋转矩阵，以及所述第二变量包括表示所述第二载体(2)相对于所述第一载体(1)的姿态的旋转矩阵。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一变量包括所述第一载体(1)的位置向量，以及所述第二变量包括所述第二载体(2)相对于所述第一载体(1)的位置向量。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所估计的第一载体(1)的导航状态进一步包括所述第一载体(1)在所述参考坐标系中的速度向量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述二元运算将相同的变换应用于位置向量之一以及速度向量。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所接收的第二载体(2)的导航状态X₂包括：所述第二载体(2)在所述参考坐标系中的位置向量和表示所述第二载体在所述参考坐标系中的姿态的旋转矩阵。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述不变卡尔曼滤波器使用创新，所述创新包括具有以下形式的向量Z^x：

其中：

是所述第一变量的估计值；

是所述第二变量的估计值，其中，所述第二刚性变换使得能够从所述第一坐标系切换到所述第二坐标系；

Y表示所述不变卡尔曼滤波器使用的观测数据；

表示组合；

log(·)表示李群的对数映射。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所接收的第二载体(2)的导航状态X₂包括：所述第二载体(2)在所述参考坐标系中的速度向量；和表示所述第二载体在所述参考坐标系中的姿态的旋转矩阵；并且其中，由所述本体感受传感器(6)获取的所述第一载体(1)的移动数据包括所述第一载体(1)的角速度。