Diseño de Filtro de Kalman Invariante para Asegurar un Rendimiento Robusto del Sistema de Navegación Integrado Magnético-Inercial bajo Incertidumbre de Medición
Autores: Lee, Taehoon; Lee, Byungjin; Sung, Sangkyung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de Filtro de Kalman Invariante para Asegurar un Rendimiento Robusto del Sistema de Navegación Integrado Magnético-Inercial bajo Incertidumbre de Medición
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistema de posicionamiento basado en campo magnético
Sistema inercial
Estructura de filtro invariante
Filtro de Kalman
Rendimiento de navegación
Basado en IEKF
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 59
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone un algoritmo de integración mejorado que combina el sistema de posicionamiento basado en campo magnético (MPS-Sistema de Estimación de Posición Magnética) con un sistema inercial, con la ventaja de una estructura de filtro invariante. Específicamente, para mitigar la no linealidad del modelo de propagación y el efecto perturbador de la incertidumbre estimada, se derivó en detalle la formulación del filtro de Kalman invariante. Luego, se realizaron experimentos para validar el algoritmo con un vehículo no tripulado equipado con un IMU y un receptor MPS. Como resultado, se presentó el rendimiento de navegación del sistema de integración inercial y de campo magnético basado en IEKF y se comparó con los resultados del filtro de Kalman convencional. Además, se evaluaron la convergencia y el rendimiento de navegación en presencia de errores de inicialización de variables de estado. Los hallazgos indican que la combinación del sistema inercial y de campo magnético con el IEKF supera el enfoque típico del KF, particularmente al tratar con incertidumbres en las estimaciones iniciales.
Descripción
Este estudio propone un algoritmo de integración mejorado que combina el sistema de posicionamiento basado en campo magnético (MPS-Sistema de Estimación de Posición Magnética) con un sistema inercial, con la ventaja de una estructura de filtro invariante. Específicamente, para mitigar la no linealidad del modelo de propagación y el efecto perturbador de la incertidumbre estimada, se derivó en detalle la formulación del filtro de Kalman invariante. Luego, se realizaron experimentos para validar el algoritmo con un vehículo no tripulado equipado con un IMU y un receptor MPS. Como resultado, se presentó el rendimiento de navegación del sistema de integración inercial y de campo magnético basado en IEKF y se comparó con los resultados del filtro de Kalman convencional. Además, se evaluaron la convergencia y el rendimiento de navegación en presencia de errores de inicialización de variables de estado. Los hallazgos indican que la combinación del sistema inercial y de campo magnético con el IEKF supera el enfoque típico del KF, particularmente al tratar con incertidumbres en las estimaciones iniciales.