1.一种用于废气激光雷达的姿态估计方法,其特征在于,所述方法包括步骤:步骤一、初始化参数设定,包括设定初始四元数 初始误差协方差矩阵 状态随机游走噪声协方差 判定阈值系数α、检测窗宽度W和增益调整系数β;
步骤二、读取t时刻的陀螺仪数据yg,t、磁强计数据ym,t和加速度计数据ya,t,并将所述加速度数据ya,t存储到栈Ya,t中,其中Ya,t={ya,t‑W+1,ya,t‑W+2,…,ya,t};
步骤三、计算检测函数
和检测函数的理论方差
其中, 为加速度计本体白噪声的方差,||ya,i||表示加速度数据ya,t的二范数,g为重力加速度;
步骤四、根据所述步骤三得到的ft与 判断物体对象的运动状态,具体判定依据为:判断是否有 如果是,则判定物体对象处于静止状态,否则判定物体对象处于运动状态;
步骤五、根据所述步骤四判断的运动状态,计算先验估计 与先验估计协方差当物体处于静止状态时,令当物体处于运动状态时,令其中,
Φt=exp(Ωt·T)T为采样时间间隔,Rg为陀螺仪误差方差矩阵,I3表示三阶单位阵;
步骤六、计算滤波增益Kt:其中,
Ht=[H1,t;H2,t]Ra表示加速度计噪声方差矩阵,Rm表示磁力计噪声方差矩阵;G=[0,0,g]′;m=[mx,my,mz]′=[||m||·cosθ,0,||m||·sinθ]′,m表示在世界坐标系下的地磁场向量,||m||表示m的二范数,θ表示磁场倾角;
步骤七、计算后验估计 和后验估计协方差
2.根据权利要求1所述的一种用于废气激光雷达的姿态估计方法,其特征在于:所述步骤一中判定阈值系数α的范围为α>3。
3.根据权利要求1所述的一种用于废气激光雷达的姿态估计方法,其特征在于:所述步骤一中,初始误差协方差矩阵 为4×4的方阵; 预设为4×4的单位向量。
4.根据权利要求1所述的一种用于废气激光雷达的姿态估计方法,其特征在于:任一向×
量x=[x1,x2,x3]′的斜矩阵[x ]定义为
5.根据权利要求1所述的一种用于废气激光雷达的姿态估计方法,其特征在于:任一单位范数四元数定义为 四元数的积定义为其中, I3表示三阶单位阵。
6.根据权利要求5所述的一种用于废气激光雷达的姿态估计方法,其特征在于:一个四元数的逆定义为
‑1
q =[q0,‑q1,‑q2,‑q3]′且
7.根据权利要求1所述的一种用于废气激光雷达的姿态估计方法,其特征在于:地球参考系到本体参考系的四元数旋转矩阵表示为:
8.根据权利要求1所述的一种用于废气激光雷达的姿态估计方法,其特征在于:重力加速度g为9.8。