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首页> 外文会议>International Conference on Robotics and Automation >Aided Inertial Navigation: Unified Feature Representations and Observability Analysis
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Aided Inertial Navigation: Unified Feature Representations and Observability Analysis

机译：辅助惯性导航：统一特征表示和可观察性分析

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Extending our recent work [1] that focuses on the observability analysis of aided inertial navigation systems (INS) using homogeneous geometric features including points, lines and planes, in this paper, we complete the analysis for the general aided INS using different combinations of geometric features (i.e., points, lines and planes). We analytically show that the linearized aided INS with different feature combinations generally possesses the same observability properties as those with same features, i.e., 4 unobservable directions, corresponding to the global yaw rotation and the global position of the sensor platform. During the analysis, we particularly propose a novel minimal representation of line features, i.e., the “closest point” parameterization, which uses a 4D Euclidean vector to describe a line and is proved to preserve the same observability properties. Based on that, for the first time, we provide two sets of unified representations for points, lines and planes, i.e., the quaternion form and the closest point (CP) form, and perform extensive observability analysis with analytically-computed Jacobians for these unified parameterizations. We validate the proposed CP representations and observability analysis with Monte-Carlo simulations, in which EKF-based vision-aided INS (VINS) with combinations of geometrical features in CP form are developed and compared.
机译：延长我们最近的工作[1]专注于使用均匀几何特征的辅助惯性导航系统（INS）的可观察性分析，包括点，线条和平面，在本文中，我们完成了使用不同组合的一般辅助INS的分析特征（即点，线条和平面）。我们分析地表明，具有不同特征组合的线性化辅助INS通常具有与具有相同特征的可观察性性质，即4个不可观察的方向，对应于全局偏航旋转和传感器平台的全球位置。在分析期间，我们特别提出了一种新颖的线特征的最小表示，即“最接近点”参数化，其使用4D欧几里德向量来描述一条线，并且被证明是保持相同的可观察性性质。基于这一点，我们首次提供两组统一表示点，线和平面，即四元数表格和最近的点（CP）形式，并与这些统一的分析计算的雅各比亚人进行广泛的可观察性分析参数化。我们通过Monte-Carlo模拟验证所提出的CP表示和可观察性分析，其中开发并比较了CP形式的几何特征组合的基于EKF的视觉辅助INS（VINS）。

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