A Robust Indirect Kalman Filter Based on the Gradient Descent Algorithm for Attitude Estimation During Dynamic Conditions
Notice bibliographique
Résumé
The real-time response and accuracy of the attitude (i.e., roll and pitch) estimation from low-cost inertial measurement unit (IMU) have become the key issues restricting related applications. This paper proposes a robust attitude estimation scheme which can perform well under dynamic conditions. When only accelerometers are used to calculate and correct the attitude, the external acceleration becomes the main source of attitude estimation errors. Moreover, the truncation error in the linearization process of the nonlinear system also affects the attitude estimation. As our first contribution, the external acceleration is modeled as a first-order Gauss Markov model, and its value is calculated under the indirect Kalman filter (IKF) framework. The measurement noise covariance matrix of the IKF is adaptively adjusted to enhance its robustness and reduce the negative impact caused by inaccurate modeling. In the second part of our work, the two-step cascade filter method is used for attitude estimation. The attitude obtained from the gravity field based on the gradient descent (GD) algorithm shows fast response capabilities, and hence, it is embedded as a measurement in the IKF by using the chain-derivation rule. The truncation error introduced into the linearization process of the nonlinear system is effectively avoided. Both simulation and experiments are carried out to verify the feasibility and accuracy of the proposed algorithm. The results show that the approach proposed in this paper can meet the accuracy requirements of consumer products.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».