[发明专利]基于四元数分布的并行高斯粒子滤波数据处理方法

摘要

本发明提出的一种基于四元数分布的并行高斯粒子滤波数据处理方法，属于数字滤波和多传感器数据融合技术领域，主要用于解决粒子滤波器的高维状态产生巨大的计算工作量的问题，该方法以四元数粒子滤波为框架，融合陀螺仪、加速度计及磁力计数据，使用新四元数分布作为单位超球面上的四元数的标准分布，用以估计状态的后验分布。本发明只需在新四元数分布中采样，仅通过线性变换计算四元数分布的二阶矩，加快了计算速度，适用于姿态估计、数据融合等应用场合。

主权项

1.一种基于四元数分布的并行高斯粒子滤波数据处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：根据加速度计和磁力计的初始测量值对四元数粒子进行初始化；步骤2：以四元数为系统状态量，采用陀螺仪数据建立四元数系统状态方程；以加速度计及磁力计的输出为观测量建立量测方程；步骤3：根据步骤2中建立的状态方程得到四元数的二阶矩，采用高斯分布函数抽样得到四元数粒子并进行状态更新；步骤4：利用步骤2中的量测方程对四元数粒子进行量测更新，采用并行计算的方式计算新的权值；步骤5：计算最优四元数估计值，根据四元数值计算姿态角。