Ich bin verwirrt darüber, was genau der Begriff "indirekter Kalman-Filter" oder "Fehlerzustands-Kalman-Filter" bedeutet.
Die plausibelste Definition, die ich gefunden habe, ist in Maybecks Buch [1]:
Wie der Name schon sagt, gehören in der (direkten) Formulierung des Gesamtzustandsraums Gesamtzustände wie Fahrzeugposition und Geschwindigkeit zu den Zustandsvariablen im Filter, und die Messungen sind INS-Beschleunigungsmesserausgänge und externe Quellensignale. In der (indirekten) Fehlerzustandsraumformulierung gehören die Fehler in der INS-angegebenen Position und Geschwindigkeit zu den geschätzten Variablen, und jede dem Filter präsentierte Messung ist die Differenz zwischen INS- und externen Quellendaten.
20 Jahre später haben Roumeliotis et al. in [2] schreibe:
Die umständliche Modellierung des spezifischen Fahrzeugs und seine Interaktion mit einer dynamischen Umgebung wird vermieden, indem stattdessen die Kreiselmodellierung ausgewählt wird. Das Kreiselsignal erscheint in den Systemgleichungen (anstelle der Messgleichungen), und daher erfordert die Formulierung des Problems einen indirekten Kalman-Filteransatz (Fehlerzustand).
Ich kann den kühnen Teil nicht verstehen, da Lefferts et al. in [3] viel früher schreiben:
Für autonome Raumfahrzeuge ermöglicht die Verwendung von Trägheitsreferenzeinheiten als Modellersatz die Umgehung dieser Probleme.
Und dann zeigen Sie verschiedene Varianten von EKFs mithilfe der Kreiselmodellierung, die eindeutig direkte Kalman-Filter gemäß Maybecks Definition sind: Der Zustand besteht nur aus der Einstellungsquaternion und der Kreiselvorspannung, nicht aus Fehlerzuständen. Tatsächlich gibt es kein separates INS, dessen Fehler mit einem Fehlerzustands-Kalman-Filter geschätzt werden kann.
Meine Fragen sind also:
Gibt es eine andere, möglicherweise neuere Definition von indirekten (Fehlerzustands-) Kalman-Filtern, die mir nicht bekannt sind?
Wie hängen Gyro-Modellierung im Gegensatz zur Verwendung eines geeigneten dynamischen Modells einerseits und die Entscheidung, ob ein direkter oder indirekter Kalman-Filter verwendet wird, andererseits zusammen? Ich hatte den Eindruck, dass beide unabhängige Entscheidungen sind.
[1] Maybeck, Peter S. Stochastische Modelle, Schätzung und Kontrolle. Vol. 1. Akademische Presse, 1979.
[2] Roumeliotis, Stergios I., Gaurav S. Sukhatme und George A. Bekey. "Umgehung der dynamischen Modellierung: Bewertung des Fehlerzustands-Kalman-Filters für die Lokalisierung mobiler Roboter." Robotics and Automation, 1999. Verfahren. 1999 IEEE International Conference on. Vol. 2. IEEE, 1999.
[3] Lefferts, Ern J., F. Landis Markley und Malcolm D. Shuster. "Kalman-Filterung zur Abschätzung der Fluglage von Raumfahrzeugen." Journal of Guidance, Control and Dynamics 5.5 (1982): 417-429.