Inertial odometry is an attractive solution to the problem of state estimation for agile quadrotor flight. It is inexpensive, lightweight, and it is not affected by perceptual degradation. However, only relying on the integration of the inertial measurements for state estimation is infeasible. The errors and time-varying biases present in such measurements cause the accumulation of large drift in the pose estimates. Recently, inertial odometry has made significant progress in estimating the motion of pedestrians. State-of-the-art algorithms rely on learning a motion prior that is typical of humans but cannot be transferred to drones. In this work, we propose a learning-based odometry algorithm that uses an inertial measurement unit (IMU) as the only sensor modality for autonomous drone racing tasks. The core idea of our system is to couple a model-based filter, driven by the inertial measurements, with a learning-based module that has access to the control commands. We show that our inertial odometry algorithm is superior to the state-of-the-art filter-based and optimization-based visual- inertial odometry as well as the state-of-the-art learned-inertial odometry. Additionally, we show that our system is comparable to a visual-inertial odometry solution that uses a camera and exploits the known gate location and appearance. We believe that the application in autonomous drone racing paves the way for novel research in inertial odometry for agile quadrotor flight. We will release the code upon acceptance.


翻译:失常的奥氏测量法是州内快速二次飞行估算问题的有吸引力的解决方案。 它价格低廉,重量轻,且不受感官退化的影响。 但是, 仅仅依靠整合惯性测量进行国家估计是不可行的。 此类测量中存在的错误和时间变化偏差导致形成估计值中大量漂移的积累。 最近, 惯性奥氏测量法在估计行人运动方面取得重大进展。 最先进的算法依赖于先学习一种人类典型但不能转移到无人机的接受性运动。 在这项工作中, 我们提出基于学习的奥氏测量法, 使用惯性测量器(IMU)作为自主无人机赛任务的唯一传感器模式。 我们系统的核心思想是将基于模型的过滤器与基于学习的模块相匹配, 该模块可以访问控制指令。 我们的惯性奥氏测量算法将优于在最高级的过滤法和最优化的直观和最优化的直观- 度- 水平- 度- 水平- 水平- 方向- 以及我们所了解的直观- 和直观- 方向- 直观- 测试- 测试- 方法, 展示- 展示- 展示- 展示- 展示- 展示- 展示- 展示- 展示- 展示- 展示- 以及我们所了解- 了解- 了解- 和观察- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 方法- 方法- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 方法- 和了解- 了解- 方法- 了解- 了解- 了解- 了解- 方法- 了解- 方法- 方法- 方法- 方法- 方法- 方法- 方法- 方法- 方法- 方法- 方法- 方法- 了解- 方法- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 方法- 方法- 方法- 了解- 了解- 了解- 了解- 方法- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 了解- 方法-

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