企业官网建设流程全解析

PX4 EKF2 源码解析（十二）：Output Predictor 的低延迟状态重建

摘要

Output Predictor 把延迟 EKF 的姿态、速度和位置恢复到最新 IMU 时刻，并以受控方式吸收主滤波器修正。本文解析其惯性积分、误差反馈、时间常数和状态重置同步机制。

1. 设计目标

若直接发布延迟 EKF 状态，控制回路将承受最大传感器延迟；若仅发布独立 IMU 积分，输出会长期漂移。Output Predictor 在二者之间建立闭环：

延迟 EKF：准确、带延迟 ──误差反馈──┐ ▼ 最新 IMU：低延迟、会漂移 ─────► 输出预测状态

2. 状态积分

calculateOutputStates()对每个新 IMU 样本执行：

• 陀螺偏差补偿与四元数更新；
• 加速度偏差补偿和 NED 速度更新；
• 位置积分；
• 将输出状态写入历史缓冲区。

该过程与主 EKF 的惯性递推物理模型一致，但不维护完整 24 维协方差，也不直接运行传感器观测更新。

3. 延迟状态误差

主 EKF 完成