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2025 article

Dynamics on Lie Groups with Applications to Attitude Estimation

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Résumé fourni par la source

The problem of filtering—propagation of states through stochastic differential equations (SDEs) and association of measurement data using Bayesian inference—in a state space that forms a Lie group is considered. Particular emphasis is given to concentrated Gaussians (CGs) as a parametric family of probability distributions to capture the uncertainty associated with an estimated state. We present a novel proof that the so-called group-affine property of the state evolution is necessary and sufficient for linearity of the dynamics on the associated Lie algebra, in turn implying that CGs are invariant under such evolution. We then show how a putative SDE on the group can be reformulated as an SDE on the associated Lie algebra. The vector space structure of the Lie algebra, together with the notion of a CG, enables the leveraging of techniques from conventional Gaussian-based Kalman filtering, which we detail in a new approach called the tangent space filter (TSF). We provide example calculations for several Lie groups that arise in the problem of estimating the position, velocity, and orientation of a rigid body from a noisy, potentially biased inertial measurement unit (IMU). For the specific problem of attitude estimation, we further demonstrate through numerical experiments that TSF-based approaches are more accurate and robust than a widely used baseline attitude filtering technique.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Dynamics on Lie Groups with Applications to Attitude Estimation
Date Crossref
01/12/2025
Éditeur
American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

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