The Right Invariant Nonlinear Complementary Filter for Low Cost Attitude and Heading Estimation of Platforms
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a novel filter with low computational demand to address the problem of orientation estimation of a robotic platform. This is conventionally addressed by extended Kalman filtering (EKF) of measurements from a sensor suit which mainly includes accelerometers, gyroscopes, and a digital compass. Low cost robotic platforms demand simpler and computationally more efficient methods to address this filtering problem. Hence, nonlinear observers with constant gains have emerged to assume this role. The nonlinear complementary filter (NCF) is a popular choice in this domain which does not require covariance matrix propagation and associated computational overhead in its filtering algorithm. However, the gain tuning procedure of the complementary filter is not optimal, where it is often hand picked by trial and error. This process is counter intuitive to system noise based tuning capability offered by a stochastic filter like the Kalman filter. This paper proposes the right invariant formulation of the complementary filter, which preserves Kalman like system noise based gain tuning capability for the filter. The resulting filter exhibits efficient operation in elementary embedded hardware, intuitive system noise based gain tuning capability and accurate attitude estimation. The performance of the filter is validated using numerical simulations and by experimentally implementing the filter on an ARDrone 2.0 micro aerial vehicle (MAV) platform.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».