論文の概要: Accuracy Evaluation of INS/ZUPT Filtering Methods Based on Different Geometric Error Definitions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.31057v1
• Date: Fri, 25 Sep 2026 09:54:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-28 18:27:51.331605
• Title: Accuracy Evaluation of INS/ZUPT Filtering Methods Based on Different Geometric Error Definitions
• Title（参考訳）: 異なる幾何学的誤差定義に基づくINS/zuPTフィルタ法の精度評価
• Abstract要約: 本稿では, 左誤り過程と測定モデルを, 不変フィルタ, 2フレームフィルタ, 等変フィルタから導出する。 InS/zuPT測定システムを用いた実験により, 従来の間接拡張カルマンフィルタ(EKF)は, 走行距離の0.1%以下でループ閉鎖位置誤差を達成できた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6651050048043663
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Geometric filters have recently been introduced to improve the accuracy and consistency of inertial-based integrated navigation systems. Error states were defined through specific group operations, introducing state correlations in error definition, which were lacked in the additive error used by a conventional indirect Kalman filter. The desirable consistent filtering models can be obtained based on specific geometric errors. For zero-velocity measurements expressed in the reference frame, this paper derives left-error process and measurement models from invariant filtering, two-frame-group filtering, and equivariant filtering. Importantly, a new group operation is introduced for the left tangent-group equivariant error. The analysis shows that the two-frame-group invariant extended Kalman filter (TFG-IEKF) and the tangent-group equivariant filter (TG-EqF) do not offer a significant consistency advantage over the invariant extended Kalman filter (IEKF). Experiments with an INS/ZUPT measurement system show that, under small initial attitude errors, the conventional indirect extended Kalman filter (EKF) achieves loop-closure position errors below $0.1\%$ of the traveled distance, while the three geometric filters achieve comparable positioning accuracy.
• Abstract（参考訳）: 近年,慣性に基づく統合ナビゲーションシステムの精度と整合性を改善するため,幾何学的フィルタが導入されている。 エラー状態は特定のグループ操作によって定義され、従来の間接カルマンフィルタで用いられる加算誤差に欠けるエラー定義に状態相関が導入された。 望ましい一貫したフィルタリングモデルは、特定の幾何学的誤差に基づいて得ることができる。 本論文は、基準フレームで表されるゼロ速度測定について、不変フィルタリング、2フレーム群フィルタリング、同変フィルタリングから左誤り過程と測定モデルから導出したものである。 重要なことは、左接群同変誤差に対して新しい群演算を導入することである。 この分析は、2フレーム群不変拡張カルマンフィルタ (TFG-IEKF) と接群同変フィルタ (TG-EqF) が、不変拡張カルマンフィルタ (IEKF) に対して有意な整合性を示さないことを示した。 INS/ZUPT測定システムによる実験により, 従来の間接拡張カルマンフィルタ(EKF)は, 走行距離の0.1 %以下でループ閉鎖位置誤差を達成し, 3つの幾何フィルタは同等の位置決め精度を達成した。

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