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State Estimation for highly dynamic flying Systems using Key Frame Odometry with varying Time Delays

Schmid, Korbinian und Ruess, Felix und Suppa, Michael und Burschka, Darius (2012) State Estimation for highly dynamic flying Systems using Key Frame Odometry with varying Time Delays. In: 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Seiten 2997-3004. IEEE. IROS 2012, 2012-10-07 - 2012-10-12, Vilamoura, Portugal. doi: 10.1109/iros.2012.6385969. ISBN 978-1-4673-1735-1.

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Kurzfassung

System state estimation is an essential part for robot navigation and control. A combination of Inertial Navigation Systems (INS) and further exteroceptive sensors such as cameras or laser scanners is widely used. On small robotic systems with limitations in payload, power consumption and computational resources the processing of exteroceptive sensor data often introduces time delays which have to be considered in the sensor data fusion process. These time delays are especially critical in the estimation of system velocity. In this paper we present a state estimation framework fusing an INS with time delayed, relative exteroceptive sensor measurements. We evaluate its performance for a highly dynamic flight system trajectory including a flip. The evolution of velocity and position errors for varying measurement frequencies from 15Hz to 1Hz and time delays up to 1s is shown in Monte Carlo simulations. The filter algorithm with key frame based odometry permits an optimal, local drift free navigation while still being computationally tractable on small onboard computers. Finally, we present the results of the algorithm applied to a real quadrotor by flying from inside a house out through the window.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/79964/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Paper)
Titel:State Estimation for highly dynamic flying Systems using Key Frame Odometry with varying Time Delays
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schmid, Korbiniankorbinian.schmid (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ruess, Felixfelix.ruess (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Suppa, Michaelmichael.suppa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7362-9534NICHT SPEZIFIZIERT
Burschka, Dariusdarius.burschka (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2012
Erschienen in:2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/iros.2012.6385969
Seitenbereich:Seiten 2997-3004
Verlag:IEEE
ISBN:978-1-4673-1735-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aerial Robotics; Navigation; Sensor Fusion
Veranstaltungstitel:IROS 2012
Veranstaltungsort:Vilamoura, Portugal
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:7 Oktober 2012
Veranstaltungsende:12 Oktober 2012
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Multisensorielle Weltmodellierung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (bis 2012)
Hinterlegt von: Rueß, Felix
Hinterlegt am:19 Dez 2012 09:48
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:46

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