具有点、线、面异构特征的辅助 INS 可观测性分析
最优化与控制
2018-05-16 v1 机器人学
摘要
在本文中，我们对由外部距离和/或方位传感器（如相机、LiDAR 和声纳）辅助并具有不同几何特征（点、线和面）的线性化惯性导航系统（INS）进行了详尽的可观测性分析。虽然文献中对具有点特征的视觉辅助 INS（VINS）的可观测性已有广泛研究，但我们解析地表明，具有点特征的一般辅助 INS 保持着相同的可观测性属性：即 4 个不可观测方向，对应于全局偏航角和传感器平台的全局位置。我们进一步证明，对于具有单条线（和面）特征的线性化辅助 INS，至少存在 5 个（和 7 个）不可观测方向；并且首次解析地推导出多条线/面情况下的不可观测子空间。在此基础上，我们检验了具有点、线和面不同组合的线性化辅助 INS 的系统可观测性，并表明，一般而言，系统保持至少 4 个不可观测方向，而如果全局测量可用，正如预期的那样，某些不可观测方向会消失。特别是，当使用平面特征时，我们提出使用最小化的最近点（CP）表示；我们还深入研究了所识别出的 5 种退化运动对可观测性的影响。为了在数值上验证我们的分析，我们在蒙特卡洛仿真中使用异构几何特征开发并评估了基于 EKF 的视觉-惯性 SLAM 和视觉-惯性里程计（VIO）。
关键词
引用
@article{arxiv.1805.05876,
title = {Observability Analysis of Aided INS with Heterogeneous Features of Points, Lines and Planes},
author = {Yulin Yang and Guoquan Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.05876},
year = {2018}
}