基于矩阵李群上刚体运动的移动目标跟踪
机器人学
2017-08-21 v1
摘要
本文提出一种新颖的刚体运动估计方法，直接在刚体运动群 SE(2) 空间中建模物体状态。近期观察到，SE(2) 中受噪声影响的机动目标在其位姿上呈现出香蕉形的概率密度轮廓。为此，我们提出并研究了两种用于移动目标跟踪的状态空间模型：(i) 直积 SE(2)×R³ 和 (ii) 两个刚体运动群的直积 SE(2)×SE(2)。这两种状态空间构造中的第一项描述刚体的当前位姿，第二项则利用其二阶动力学，即速度。由此，我们既能以恒速模型的思路灵活跟踪全向运动，又能考虑旋转分量中的动力学。由于 SE(2) 群是矩阵李群，我们通过使用矩阵李群上的扩展卡尔曼滤波来解决该问题，并给出了所提滤波器的详细推导。我们在大量合成轨迹上分析了滤波器的性能，并将其与 (i) 基于扩展卡尔曼滤波的恒速和转弯率模型以及 (ii) 基于线性卡尔曼滤波的恒速模型进行了比较。结果表明，所提出的滤波器在广泛的运动类型谱上均优于其他两种滤波器。
引用
@article{arxiv.1708.05548,
title = {Moving object tracking employing rigid body motion on matrix Lie groups},
author = {Josip Cesic and Ivan Markovic and Ivan Petrovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.05548},
year = {2017}
}
备注
19th International Conference on Information Fusion (FUSION), Special Session on Directional Estimation