[发明专利]一种针对类自行车运动的人车姿态联合估计方法

摘要

本发明公开了一种针对类自行车运动的人车姿态联合估计方法，对代表人车系统的刚体‑移动运动平台系统进行运动学建模，利用两个角速度计和补偿传感器，推导出融合算法的特殊系统方程和观测方程，最终使用拓展型卡尔曼滤波器实现传感器融合，同时得到无漂的刚体姿态估计和移动平台相对世界坐标系的无漂绝对倾斜角估计，解决了现有融合技术下获得绝对姿态估计必须需要绝对姿态运动测量或者基准捕捉的问题。

主权项

1.一种针对类自行车运动的人车姿态联合估计方法，其特征在于，对代表人车系统的刚体‑移动运动平台系统进行运动学建模，利用两个角速度计(1)和补偿传感器(2)，推导出融合算法的特殊系统方程和观测方程，最终使用拓展型卡尔曼滤波器实现传感器融合，同时得到无漂的刚体姿态估计和移动平台相对世界坐标系的无漂绝对倾斜角估计；具体按照以下步骤实施：步骤1、在移动运动平台(P)和刚体(H)上分别安装角速度计(1)，在移动运动平台(P)上安装补偿传感器(2)，并对刚体(H)和移动运动平台(P)进行系统配置和系统变量定义；步骤2、对刚体(H)和移动运动平台(P)系统进行建模，并推导融合算法的特殊系统方程和观测方程；所述系统方程，包括关于刚体姿态角θ的运动学方程，移动运动平台绝对倾斜角的运动学方程，移动运动平台角速度计测量噪声中的随机游走噪声b^p和刚体角速度计测量噪声中的随机游走噪声b^h；所述观测方程，描述了θ到补偿传感器测量值之间的线性关系；步骤3、对步骤2中系统方程和观测方程进行整理并离散化，得到k时刻的离散系统方程和观测方程，再通过拓展型卡尔曼滤波器公式得到无漂的刚体姿态估计和移动运动平台(P)相对世界坐标系的无漂倾斜角估计。