Abstract
Aided localization, a nonlinear observer design problem, is critical to a range of mobile robotics applications. This paper provides a tutorial presentation of the required background, design steps and calculations of a scan matching-aided localization observer using the novel invariant (symmetry-preserving) observer design methodology. The Invariant Extended Kalman Filter approach is used to systematically obtain the gains of the resulting design, and compared against a conventional, non-invariant Extended Kalman Filter design.
Zusammenfassung
Die unterstützte Lokalisierung, ein Problem nichtlinearen Beobachterdesigns, ist entscheidend für eine Reihe von mobilen Robotikanwendungen. Dieser Artikel beinhaltet ein Tutorium zum methodischen Hintergrund und beschreibt die Entwurfsschritte sowie die Berechnungen eines Scan-Matching-unterstützten Lokalisierungsbeobachters unter Einsatz einer neuartiger Methodik zum Design invarianter (symmetrieerhaltender) Beobachter. Mit dem Ansatz eines invarianten erweiterten Kalman-Filters erzielt man im Entwurfsprozess systematisch Verbesserungen gegenüber dem klassischen Ansatz eines (nicht invarianten) erweiterten Kalman-Filters.
About the author
Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, 10-203 ICE Building, 9211-116 Street NW, Alberta, T6G 1H9 Edmonton, Canada, Phone: +1 780 492-2340
Acknowledgement
The author thanks the paper reviewers for their detailed and insightful comments. This work was partially supported by the National Science and Engineering Research Council (NSERC).
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