Respecting the geometry of the underlying system and exploiting its symmetry have been driving concepts in deriving modern geometric filters for inertial navigation systems (INSs). Despite their success, the explicit treatment of inertial measurement unit (IMU) biases remains challenging, unveiling a gap in the current theory of filter design. In response to this gap, this dissertation builds upon the recent theory of equivariant systems to address and overcome the limitations in existing methodologies. The goal is to identify new symmetries of inertial navigation systems that include a geometric treatment of IMU biases and exploit them to design filtering algorithms that outperform state-of-the-art solutions in terms of accuracy, convergence rate, robustness, and consistency. This dissertation leverages the semi-direct product rule and introduces the tangent group for inertial navigation systems as the first equivariant symmetry that properly accounts for IMU biases. Based on that, we show that it is possible to derive an equivariant filter (EqF) algorithm with autonomous navigation error dynamics. The resulting filter demonstrates superior to state-of-the-art solutions. Through a comprehensive analysis of various symmetries of inertial navigation systems, we formalized the concept that every filter can be derived as an EqF with a specific choice of symmetry. This underlines the fundamental role of symmetry in determining filter performance. This dissertation advances the understanding of equivariant symmetries in the context of inertial navigation systems and serves as a basis for the next generation of equivariant estimators, marking a significant leap toward more reliable navigation solutions.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Adaptive Synthetic Characters for Military Training
Arxiv
50+阅读 · 2021年1月6日
Domain Representation for Knowledge Graph Embedding
Arxiv
14+阅读 · 2019年9月11日
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
相关论文
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Adaptive Synthetic Characters for Military Training
Arxiv
50+阅读 · 2021年1月6日
Domain Representation for Knowledge Graph Embedding
Arxiv
14+阅读 · 2019年9月11日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员