針對姿態(tài)傳感器提供不同采樣率和時延的矢量測量離散時間樣本的情況，提出了一種姿態(tài)估計(jì)方法。所提出的方法基于輸出預(yù)測器和姿態(tài)觀測器或濾波器的級聯(lián)組合。該預(yù)測器補(bǔ)償矢量測量中的采樣和延遲的影響，并提供輸出的連續(xù)時間預(yù)測。然后在觀測器或?yàn)V波器中使用這些預(yù)測來估計(jì)當(dāng)前的姿態(tài)。本文的主要貢獻(xiàn)是利用姿態(tài)運(yùn)動學(xué)的潛在對稱性，設(shè)計(jì)一個計(jì)算簡單和通用的遞歸預(yù)測器，即它可以與任何漸近穩(wěn)定的觀測器或?yàn)V波器組合。我們證明了該預(yù)測器能夠再現(xiàn)連續(xù)的無時滯矢量測量。在仿真實(shí)例中，我們證明了即使在測量噪聲和延遲不確定性存在的情況下，組合預(yù)測器-觀測器仍具有良好的性能。

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　　安裝在車輛上的姿態(tài)傳感器以矢量方向測量的形式測量關(guān)于其姿態(tài)的部分信息。姿態(tài)估計(jì)器的目標(biāo)是通過處理這些矢量測量來計(jì)算車輛的方位。對于隨機(jī)姿態(tài)估計(jì)方法（如擴(kuò)展卡爾曼濾波器、無味濾波器等）和確定性姿態(tài)觀測器，都有大量的研究。在衛(wèi)星姿態(tài)估計(jì)應(yīng)用中，諸如星敏感器或地球敏感器之類的高精度傳感器以低采樣率（0.5至10Hz）提供測量。相比之下，星載陀螺儀可以容易地以kHz速率（可能為兩個數(shù)量級）提供高帶寬測量。震級比方向信息快。星形跟蹤器傳感器內(nèi)部的圖像處理可以導(dǎo)致幾十毫秒級的顯著延遲，導(dǎo)致星形跟蹤器測量相對于陀螺儀測量被延遲。當(dāng)使用基于視覺的傳感器，如相機(jī)和路標(biāo)時，在航空機(jī)器人的姿態(tài)估計(jì)中也會出現(xiàn)類似的采樣和延遲問題。此外，在室內(nèi)飛行環(huán)境中，來自諸如VICON或OptiTrack之類的設(shè)備的姿態(tài)數(shù)據(jù)被從這些傳感器到車輛的機(jī)載姿態(tài)估計(jì)系統(tǒng)的通信信道延遲。
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