EKF(扩展卡尔曼滤波）
扩展卡尔曼滤波 （EKF）¶
扩展卡尔曼滤波（EKF）算法用于 根据以下条件估计车辆位置、速度和角度方向 速率陀螺仪、加速度计、指南针、GPS、空速和气压 压力测量。
EKF 相对于更简单的互补滤波器的优势 算法（即“惯性导航”）是，通过融合所有可用的测量值会更好 能够拒绝有明显误差的测量。这使得 车辆不易受到影响单个传感器的故障的影响。一个 EKF 也 支持从可选传感器进行测量，例如光流和 用于辅助导航的激光测距仪。
当前稳定版本的ArduPilot使用EKF3作为其主要姿态和位置估计源，DCM在后台安静运行。 如果自动驾驶仪有两个（或更多）IMU可用，则两个EKF“内核”（即EKF的两个实例）将并行运行，每个内核使用不同的IMU。 在任何时候，只使用单个 EKF 内核的输出，该内核是报告最佳运行状况的内核，这取决于其传感器数据的一致性。
大多数用户应该不需要修改任何 EKF 参数，但以下信息提供了有关最常更改的参数的一些信息。 更详细的信息可以在开发者 EKF wiki 页面上找到。
应该使用 EKF2 还是 EKF3？¶
通常，我们建议用户坚持使用 EKF3，现在是默认设置。此外，由于空间限制，1MB自动驾驶仪只有此选项。EKF2 仍然可以使用，但没有 EKF3 的许多增强功能，例如更新的传感器源，包括信标、车轮编码器和视觉里程计。
选择 EKF 和内核数量¶
AHRS_EKF_USE：设置为“1”以使用EKF，“0”设置为使用DCM进行姿态控制和 用于位置控制的惯性导航（Copter-3.2.1）或AHRS航位推算（飞机）。在 Copter-3.3（及更高版本）中，此参数强制为“1”且无法更改。
AHRS_EKF_TYPE：设置为 “2” 使用 EKF2 进行姿态和位置估计，设置为 “3” 表示 EKF3。
EK2_ENABLE，EK3_ENABLE：设置为“1”以分别启用 EKF2 和/或 EKF3。
EK2_IMU_MASK，EK3_IMU_MASK：指定要使用的 IMU（即加速度计/陀螺仪）的位掩码。将为指定的每个 IMU 启动一个 EKF“核心”（即单个 EKF 实例）。
1：使用第一个 IMU 启动单个 EKF 内核
2：仅使用第二个 IMU 启动单个 EKF 内核
3：分别使用第一个和第二个 IMU 启动两个单独的 EKF 内核
EK3_PRIMARY：选择使用哪个“核心”或“通道”作为主。值 0 选择EK3_IMU_MASK中的第一个 IMU 通道，1 选择第二个通道，依此类推。确保所选主通道存在。请参阅下面的亲和力和通道切换。
注意
如果 EKF 变得不健康或 EKF 没有融合 GPS 数据，尽管 GPS 具有 2D 锁定，飞机和漫游车将从 EKF3 或 EKF3 回退到 DCM。 没有从 EKF3 到 EKF2（或 EKF2 到 EKF1）的回退
警告
使用上述参数可以同时并行运行多达 5 个 AHRS（DCMx1、EKF2x2、EKF3x2），但这可能会导致性能问题，因此如果并行运行 EKF2 和 EKF3，请设置IMU_MASK以减少内核总数。
亲和力和通道切换¶
EKF3 提供了传感器亲和力功能，允许 EKF 内核也使用传感器的非主要实例，特别是空速、气压计、指南针（磁力计）和 GPS。这使得车辆能够更好地管理高质量的传感器，并能够相应地切换车道，以使用性能最佳的传感器进行状态估计。有关更多详细信息和配置，请参阅 EKF3 关联和通道切换。
全球定位系统/非全球定位系统转换¶
EKF3（在ArduPilot 4.1及更高版本中）支持传感器的飞行切换，这对于在GPS和非GPS环境之间转换非常有用。有关更多详细信息，请参阅 GPS/非 GPS 过渡。
经常修改的参数¶
EK2_ALT_SOURCE将哪个传感器用作主要高度源
0：使用气压计（默认）
1：使用测距仪。除非飞行器在地面平坦的室内飞行，否则请勿使用此选项。有关地形跟踪，请参阅直升机和飞机特定地形遵循说明，不需要更改此参数。
2 ： 使用全球定位系统。当 GPS 质量非常好且气压计漂移可能是一个问题时很有用。例如，如果车辆将在高度变化为 >100m 的情况下执行长途任务。
EK2_ALT_M_NSE：默认值为“1.0”。较低的数字减少了对加速度计的依赖，增加了对气压计的依赖。
EK2_GPS_TYPE： 控制 GPS 的使用方式。
0：从GPS使用3D速度和2D位置
1：使用2D速度和2D位置（GPS速度没有贡献） 到海拔估计）
2：使用2D位置
3：没有GPS（仅在可用时才使用光流）
EK2_YAW_M_NSE：在计算航向时控制 GPS 和指南针之间的权重。默认值为“0.5”，较低的值将导致指南针更受信任（即指南针的权重越高）
如上所述，有关 EKF 理论和调谐参数的更详细概述，请参阅开发人员 wiki 的扩展卡尔曼滤波器导航概述和调谐。
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