Invariant Extended Kalman Filter (IEKF) has been successfully applied in Visual-inertial Odometry (VIO) as an advanced achievement of Kalman filter, showing great potential in sensor fusion. In this paper, we propose partial IEKF (PIEKF), which only incorporates rotation-velocity state into the Lie group structure and apply it for Visual-Inertial-Wheel Odometry (VIWO) to improve positioning accuracy and consistency. Specifically, we derive the rotation-velocity measurement model, which combines wheel measurements with kinematic constraints. The model circumvents the wheel odometer's 3D integration and covariance propagation, which is essential for filter consistency. And a plane constraint is also introduced to enhance the position accuracy. A dynamic outlier detection method is adopted, leveraging the velocity state output. Through the simulation and real-world test, we validate the effectiveness of our approach, which outperforms the standard Multi-State Constraint Kalman Filter (MSCKF) based VIWO in consistency and accuracy.


翻译:横向扩展卡尔曼过滤器(IEKF)作为卡尔曼过滤器的先进成就,在传感器融合方面潜力巨大。在本文中,我们提议部分IEKF(PIEKF),它只将旋转速度状态纳入利伊组结构,并应用于视觉-内光-韦尔光度测量(VIWO),以提高定位的准确性和一致性。具体地说,我们得出旋转速度测量模型,将轮式测量与运动限制结合起来。该模型绕过了轮式3D集成和共变异传播,这是过滤的一致性所必不可少的。还引入了一种平面限制,以提高位置准确性。采用了动态外部检测方法,利用速度状态输出。通过模拟和现实世界测试,我们验证了我们方法的有效性,该方法在一致性和准确性方面超过了标准的多国控制卡曼过滤器(MSCKF)。</s>

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