論文の概要: Equivariant Filter Transformations for Consistent and Efficient Visual--Inertial Navigation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.24130v1
• Date: Wed, 25 Mar 2026 09:48:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-26 21:06:11.232964
• Title: Equivariant Filter Transformations for Consistent and Efficient Visual--Inertial Navigation
• Title（参考訳）: 一貫性と効率的なビジュアル-慣性ナビゲーションのための等変フィルタ変換
• Authors: Chungeng Tian, Fenghua He, Ning Hao,
• Abstract要約: 本稿では,視覚慣性ナビゲーションのための同変フィルタ (EqF) 変換手法を提案する。 異なる対称性を持つEqF間の解析的リンクを確立することにより、提案手法は系統的一貫性設計と効率的な実装を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.174276440666581
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper presents an equivariant filter (EqF) transformation approach for visual--inertial navigation. By establishing analytical links between EqFs with different symmetries, the proposed approach enables systematic consistency design and efficient implementation. First, we formalize the mapping from the global system state to the local error-state and prove that it induces a nonsingular linear transformation between the error-states of any two EqFs. Second, we derive transformation laws for the associated linearized error-state systems and unobservable subspaces. These results yield a general consistency design principle: for any unobservable system, a consistent EqF with a state-independent unobservable subspace can be synthesized by transforming the local coordinate chart, thereby avoiding ad hoc symmetry analysis. Third, to mitigate the computational burden arising from the non-block-diagonal Jacobians required for consistency, we propose two efficient implementation strategies. These strategies exploit the Jacobians of a simpler EqF with block-diagonal structure to accelerate covariance operations while preserving consistency. Extensive Monte Carlo simulations and real-world experiments validate the proposed approach in terms of both accuracy and runtime.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,視覚慣性ナビゲーションのための同変フィルタ (EqF) 変換手法を提案する。 異なる対称性を持つEqF間の解析的リンクを確立することにより、提案手法は系統的一貫性設計と効率的な実装を可能にする。 まず、大域的なシステム状態から局所的なエラー状態へのマッピングを形式化し、2つのEqFのエラー状態間の非特異な線形変換を誘導することを証明する。 第二に、関連する線形化誤差状態系と観測不能部分空間の変換法則を導出する。 任意の可観測系に対して、状態非依存の可観測部分空間を持つ一貫したEqFは局所座標チャートを変換して合成することができ、したがってアドホック対称性解析を避けることができる。 第三に、整合性に必要な非ブロック対角ジャコビアンから生じる計算負担を軽減するために、2つの効率的な実装戦略を提案する。 これらの戦略は、一貫性を維持しながら共分散操作を加速するために、ブロック対角構造を持つより単純なEqFのヤコビアンを利用する。 モンテカルロシミュレーションと実世界の実験は、精度と実行時間の両方の観点から提案されたアプローチを検証する。

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