Der LQE (Linear-Quadratic Estimator) ist ein optimaler Zustandschätzalgorithmus, der in Trägheitsnavigationssystemen (INS) , um Fehler zu reduzieren und die Genauigkeit zu verbessern . Er ähnelt dem Kalman-Filter , konzentriert sich aber auf die Minimierung der Schätzfehlervarianz bei gleichzeitiger Berücksichtigung von Systemstabilität und -leistung.
Wie funktioniert LQE in INS?
Sensordateneingabe – IMU-Daten (Gyroskop & Beschleunigungsmesser) werden in den Schätzer eingespeist.
Fehlerminimierung – LQE berechnet die beste Schätzung von Position, Geschwindigkeit und Orientierung durch Minimierung der Schätzfehler.
Adaptive Korrektur – Das System aktualisiert sich kontinuierlich auf Basis von Rückmeldungen von GNSS, LiDAR oder externen Sensoren .
Anwendungen von LQE in der Trägheitsnavigation
✔ Hochpräzise Navigation – Wird in Flugzeugen, Raketen und autonomen Fahrzeugen zur genauen Positionierung eingesetzt.
✔ Sensorfusion – Verbessert die INS-Leistung durch die Integration von GNSS-, Radar- und LiDAR- Daten.
✔ Umgebungen ohne GNSS – Hilft dabei, die Genauigkeit aufrechtzuerhalten, wenn keine GPS-Signale verfügbar sind .
Vorteile von LQE in INS
✔ Minimiert Navigationsfehler – Verbessert die Positionsbestimmung durch Reduzierung der Sensordrift.
✔ Schnelle und effiziente Berechnung – Funktioniert in Echtzeit und ist daher ideal für Hochgeschwindigkeitsnavigation .
✔ Stabile und adaptive Filterung – Passt sich veränderlichen Bedingungen an und sorgt so für eine robuste Navigationsleistung .
