論文の概要: A Lightweight Cubature Kalman Filter for Attitude and Heading Reference Systems Using Simplified Prediction Equations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.12283v1
- Date: Mon, 12 Jan 2026 19:27:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.412053
- Title: A Lightweight Cubature Kalman Filter for Attitude and Heading Reference Systems Using Simplified Prediction Equations
- Title(参考訳): 簡易予測方程式を用いた姿勢・頭部基準系のための軽量キューバ・カルマンフィルタ
- Authors: Shunsei Yamagishi, Lei Jing,
- Abstract要約: 推定精度を維持しつつ,計算コストの低減を図った改良型Cubature Kalman Filter (CKF) を提案する。
KCKFの計算効率のよい方程式は、CKFの方程式を単純化することによって導出される。
KCKFの軽量予測方程式は、CKFの和項を拡張し、結果を単純化することによって導出される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Attitude and Heading Reference Systems (AHRSs) are broadly applied wherever reliable orientation and motion sensing is required. In this paper, we present an improved Cubature Kalman Filter (CKF) with lower computational cost while maintaining estimation accuracy, which is named "Kaisoku Cubature Kalman Filter (KCKF)". The computationally efficient equations of the KCKF are derived by simplifying those of the CKF, while preserving equivalent mathematical relations. The lightweight prediction equations in the KCKF are derived by expanding the summation terms in the CKF and simplifying the result. This paper shows that the KCKF requires fewer floating-point operations (FLOPs) than the CKF. The controlled experimental results show that the KCKF reduces the computation time by approximately 19% compared to the CKF on a high-performance computer, whereas the KCKF reduces the computation time by approximately 15% compared to the CKF on a low-cost single-board computer. In addition, the KCKF maintains the attitude estimation accuracy of the CKF.
- Abstract(参考訳): AHRS(Attitude and Heading Reference Systems)は、信頼性の高い向きや動きの検知が必要な場合に広く適用される。
本稿では,推定精度を維持しつつ計算コストを低減した改良型KCKFについて述べる。
KCKFの計算効率のよい方程式は、等価な数学的関係を保ちながら、CKFの方程式を単純化することによって導出される。
KCKFの軽量予測方程式は、CKFの和項を拡張し、結果を単純化することによって導出される。
本稿では, KCKF は CKF よりも浮動小数点演算 (FLOP) が少ないことを示す。
制御された実験結果から,KCKFは高性能コンピュータのCKFと比較して計算時間を約19%削減する一方,KCKFは低コストシングルボードコンピュータのCKFに比べて計算時間を約15%削減することがわかった。
さらに、KCKFは、CKFの姿勢推定精度を維持する。
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