論文の概要: Finite-time Stable Pose Estimation on TSE(3) using Point Cloud and Velocity Sensors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.09414v1
• Date: Tue, 10 Feb 2026 05:11:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.313193
• Title: Finite-time Stable Pose Estimation on TSE(3) using Point Cloud and Velocity Sensors
• Title（参考訳）: 点雲と速度センサを用いたTSE上の有限時間安定電位の推定(3)
• Authors: Nazanin S. Hashkavaei, Abhijit Dongare, Neon Srinivasu, Amit K. Sanyal,
• Abstract要約: 本研究は, 有限時間安定ポーズ推定器 (FTS-PE) を3次元の回転運動および転動運動を行う剛体に対して提案する。 FTS-PEはポーズ(位置と向き)と速度のフルステートオブザーバーであり、リャプノフ解析によって得られる。 FTS-PEと2重四元数拡張カルマンフィルタを比較した数値シミュレーション(VPE)
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: This work presents a finite-time stable pose estimator (FTS-PE) for rigid bodies undergoing rotational and translational motion in three dimensions, using measurements from onboard sensors that provide position vectors to inertially-fixed points and body velocities. The FTS-PE is a full-state observer for the pose (position and orientation) and velocities and is obtained through a Lyapunov analysis that shows its stability in finite time and its robustness to bounded measurement noise. Further, this observer is designed directly on the state space, the tangent bundle of the Lie group of rigid body motions, SE(3), without using local coordinates or (dual) quaternion representations. Therefore, it can estimate arbitrary rigid body motions without encountering singularities or the unwinding phenomenon and be readily applied to autonomous vehicles. A version of this observer that does not need translational velocity measurements and uses only point clouds and angular velocity measurements from rate gyros, is also obtained. It is discretized using the framework of geometric mechanics for numerical and experimental implementations. The numerical simulations compare the FTS-PE with a dual-quaternion extended Kalman filter and our previously developed variational pose estimator (VPE). The experimental results are obtained using point cloud images and rate gyro measurements obtained from a Zed 2i stereo depth camera sensor. These results validate the stability and robustness of the FTS-PE.
• Abstract（参考訳）: 本研究は, 有限時間安定ポーズ推定器 (FTS-PE) を用いて3次元の回転運動および回転運動を行う剛体に対して, 位置ベクトルを初期固定点や物体速度に与える計測値を用いて, 有限時間安定ポーズ推定器を提案する。 FTS-PEは、ポーズ(位置と向き)と速度の完全な状態観察者であり、有限時間における安定性と有界測定ノイズに対する頑健性を示すリャプノフ解析によって得られる。 さらに、このオブザーバは、局所座標や(双)四元数表現を使わずに、剛体運動のリー群の接束である状態空間、SE(3)を直接設計する。 したがって、特異点や巻き外し現象に遭遇することなく任意の剛体運動を推定でき、自動運転車にも容易に適用できる。 また, 速度ジャイロによる点雲と角速度測定のみを用いた翻訳速度測定は不要である。 数値的および実験的実装のための幾何学力学の枠組みを用いて離散化される。 数値シミュレーションでは、FTS-PEと2重四元数拡張カルマンフィルタと、以前に開発された変分ポーズ推定器(VPE)を比較した。 実験結果は、Zed 2iステレオ深度カメラセンサから得られる点雲画像と速度ジャイロ測定を用いて得られた。 これらの結果はFTS-PEの安定性とロバスト性を検証した。

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