論文の概要: Holistic Fusion: Task- and Setup-Agnostic Robot Localization and State Estimation with Factor Graphs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.06479v1
- Date: Tue, 08 Apr 2025 22:54:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-10 16:14:39.607143
- Title: Holistic Fusion: Task- and Setup-Agnostic Robot Localization and State Estimation with Factor Graphs
- Title(参考訳): ホロスティックフュージョン:タスクとセットアップに依存しないロボットの局在と因子グラフによる状態推定
- Authors: Julian Nubert, Turcan Tuna, Jonas Frey, Cesar Cadena, Katherine J. Kuchenbecker, Shehryar Khattak, Marco Hutter,
- Abstract要約: この研究は、タスクとセットアップに依存しないマルチモーダルセンサー融合のための柔軟なオープンソースソリューションを導入している。
ホロスティックフュージョン (HF) は, 局所的および大域的ロボット状態と, 動的文脈変数の(理論的に無制限な)数との組合せとして, センサフュージョンを定式化する。
HFは、一般的なロボットハードウェア上で低レイテンシかつスムーズなオンライン状態推定を可能にし、同時にIMU測定速度で低ドリフトグローバルなローカライゼーションを提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 19.359422457413576
- License:
- Abstract: Seamless operation of mobile robots in challenging environments requires low-latency local motion estimation (e.g., dynamic maneuvers) and accurate global localization (e.g., wayfinding). While most existing sensor-fusion approaches are designed for specific scenarios, this work introduces a flexible open-source solution for task- and setup-agnostic multimodal sensor fusion that is distinguished by its generality and usability. Holistic Fusion formulates sensor fusion as a combined estimation problem of i) the local and global robot state and ii) a (theoretically unlimited) number of dynamic context variables, including automatic alignment of reference frames; this formulation fits countless real-world applications without any conceptual modifications. The proposed factor-graph solution enables the direct fusion of an arbitrary number of absolute, local, and landmark measurements expressed with respect to different reference frames by explicitly including them as states in the optimization and modeling their evolution as random walks. Moreover, local smoothness and consistency receive particular attention to prevent jumps in the robot state belief. HF enables low-latency and smooth online state estimation on typical robot hardware while simultaneously providing low-drift global localization at the IMU measurement rate. The efficacy of this released framework is demonstrated in five real-world scenarios on three robotic platforms, each with distinct task requirements.
- Abstract(参考訳): 挑戦環境における移動ロボットのシームレスな操作には、低レイテンシな局所運動推定(例えば、動的操作)と正確なグローバルローカライゼーション(例えば、ウェイフィンディング)が必要である。
既存のセンサフュージョンアプローチの多くは特定のシナリオ向けに設計されているが、この研究はタスクやセットアップに依存しないマルチモーダルセンサフュージョンのための柔軟なオープンソースソリューションを導入し、その汎用性とユーザビリティによって区別される。
Holistic Fusion formulates sensor fusion as a combination estimation problem
一 地域的かつグローバルなロボットの状態及び
ii) 参照フレームの自動アライメントを含む動的コンテキスト変数の(理論的に無制限な)数; この定式化は、概念的な変更なしに、無数の現実世界のアプリケーションに適合する。
提案した因子グラフ解により,任意の数の絶対値,局所値,およびランドマーク値の直接融合が可能となり,それらを最適化状態として明示的に含め,それらの進化をランダムウォークとしてモデル化することができる。
さらに、局所的な滑らかさと一貫性は、ロボット状態の信念のジャンプを防ぐために特に注意を払っている。
HFは、一般的なロボットハードウェア上で低レイテンシかつスムーズなオンライン状態推定を可能にし、同時にIMU測定速度で低ドリフトグローバルなローカライゼーションを提供する。
このリリースされたフレームワークの有効性は,3つのロボットプラットフォーム上での5つの現実シナリオで実証されている。
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