本發明涉及姿態估計，特別涉及一種基于陀螺儀-碼盤的轉臺方位姿態估計方法和裝置。
背景技術：
1、相關部門主要通過安裝在各關鍵要道的轉臺設備對目標物進行監測、跟蹤、取證，但現有裝備單一傳感器的轉臺設備面對大風、強降雨等復雜環境的適應性較差，導致難以快速準確估計轉臺方位姿態。針對這種轉臺方位姿態估計，碼盤雖然沒有累計誤差，可以提供長期穩定相對準確的測量結果，但受限于采樣率，高頻響應差，可能出現噪聲或延遲，無法及時反映轉臺方位姿態的快速變化。
2、因此，亟需提供一種新的轉臺方位姿態估計方法。
技術實現思路
1、為了解決傳統使用單一碼盤傳感器在復雜工況下難以快速準確估計轉臺方位姿態的問題，本發明實施例提供了一種基于陀螺儀-碼盤的轉臺方位姿態估計方法和裝置。
2、一方面，提供了一種基于陀螺儀-碼盤的轉臺方位姿態估計方法，所述方法包括：
3、針對每一時刻的轉臺方位姿態估計，均執行：
4、獲取當前時刻陀螺儀反饋的轉臺方位角速度測量值和碼盤反饋的轉臺方位角度測量值，以構建當前時刻的方位姿態測量矩陣；
5、基于當前時刻的方位姿態測量矩陣、針對當前時刻的方位姿態先驗估計值以及上一時刻更新調整后的過程噪聲協方差矩陣和觀測噪聲協方差矩陣，利用卡爾曼濾波算法融合所述陀螺儀和所述碼盤反饋的測量值，得到當前時刻的轉臺方位姿態估計值；其中，方位姿態包括方位角速度和方位角度；
6、基于當前時刻的方位姿態測量矩陣和針對當前時刻的方位姿態先驗估計值計算殘差，以基于所述殘差自適應更新調整所述過程噪聲協方差矩陣和所述觀測噪聲協方差矩陣，以迭代進行下一時刻的轉臺方位姿態估計。
7、另一方面，提供了一種基于說明書任一方法實施例所述步驟的基于陀螺儀-碼盤的轉臺方位姿態估計裝置，裝置包括：
8、獲取單元，針對每一時刻的轉臺方位姿態估計，均用于執行：獲取當前時刻陀螺儀反饋的轉臺方位角速度測量值和碼盤反饋的轉臺方位角度測量值，以構建當前時刻的方位姿態測量矩陣；
9、融合單元，用于基于當前時刻的方位姿態測量矩陣、針對當前時刻的方位姿態先驗估計值以及上一時刻更新調整后的過程噪聲協方差矩陣和觀測噪聲協方差矩陣，利用卡爾曼濾波算法融合所述陀螺儀和所述碼盤反饋的測量值，得到當前時刻的轉臺方位姿態估計值；其中，方位姿態包括方位角速度和方位角度；
10、更新單元，用于基于當前時刻的方位姿態測量矩陣和針對當前時刻的方位姿態先驗估計值計算殘差，以基于所述殘差自適應更新調整所述過程噪聲協方差矩陣和所述觀測噪聲協方差矩陣，以迭代進行下一時刻的轉臺方位姿態估計。
11、另一方面，提供了一種計算機設備，所述計算機設備包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存放計算機程序，所述處理器用于執行所述存儲器上所存放的計算機程序，以實現上述所述方法的步驟。
12、另一方面，提供了一種計算機可讀存儲介質，所述存儲介質內存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述所述方法的步驟。
13、另一方面，提供了一種計算機程序產品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述所述方法的步驟。
14、本發明提供的技術方案至少可以帶來以下有益效果：
15、通過將陀螺儀和碼盤兩種傳感器的優勢相結合，通過卡爾曼濾波算法融合陀螺儀的動態預測和碼盤的絕對觀測，能夠使系統達到高頻依賴陀螺儀、低頻依賴碼盤的效果，同時基于殘差實時調整協方差權重，用以平衡系統噪聲的不確定性，能夠大大提高復雜工況下轉臺方位姿態估計的準確性和實時性。
1.一種基于陀螺儀-碼盤的轉臺方位姿態估計方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當前時刻的轉臺方位姿態估計值是通過如下方式計算的：
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預測協方差矩陣通過如下方式計算：
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，當前時刻的轉臺方位姿態估計值是通過如下公式確定的：
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于當前時刻的方位姿態測量矩陣和針對當前時刻的方位姿態先驗估計值計算殘差，以基于所述殘差自適應更新調整所述過程噪聲協方差矩陣和所述觀測噪聲協方差矩陣，包括：
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述殘差協方差和當前時刻的卡爾曼增益矩陣，更新調整過程噪聲協方差矩陣，并對所述過程噪聲協方差矩陣進行數值對稱化正定化處理，包括：
7.一種基于陀螺儀-碼盤的轉臺方位姿態估計裝置，用于實現上述權利要求1-6任一所述方法的步驟，其特征在于，包括：
8.一種計算機設備，其特征在于，所述計算機設備包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存放計算機程序，所述處理器用于執行所述存儲器上所存放的計算機程序，以實現上述權利要求1-6任一所述方法的步驟。
9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述存儲介質內存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-6任一所述的方法的步驟。
10.一種計算機程序產品，其特征在于，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-6任一所述的方法的步驟。