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Titel: MaRS: A Modular and Robust Sensor-Fusion Framework
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State-of-the-art recursive sensor filtering frameworks allow the fusion of multiple sensors tailored to a specific problem but do not allow a dynamic and efficient introduction of additional sensors during runtime - an important feature to enable long-term missions in dynamic environments. This paper presents a robust, modular sensor-fusion framework that enables the addition and removal of sensors at runtime. These sensors could be not a priori known to the system. The framework handles the complexity of system and sensor initialization, measurement updates, and switching of asynchronous multi-rate sensor information with sensor self-calibration in a truly modular and generic design. In addition, the framework can handle delayed measurements, out-of-sequence updates, and can monitor sensor health. The introduced true-modularity is based on covariance segmentation to allow the isolated (i.e., modular) processing of propagation and updates on a per-sensor basis. We show how crucial properties of the overall state covariance can be maintained as naive implementation of such a modularization would invalidate the covariance matrix. We evaluate our framework for a precision landing scenario switching between combinations of GNSS, barometer, and vision measurements. Tests are performed in simulation and in real-world scenarios to show the validity of the introduced method. The presented framework will be open-sourced and made available online to the community.

Schlagworte: Sensor Fusion, State-Estimation, Modularity, Autonomous Navigation
Publikationstyp: Beitrag in Zeitschrift (Autorenschaft)
Erscheinungsdatum: 11.2020 (Online)
Erschienen in: IEEE Robotics and Automation Letters
IEEE Robotics and Automation Letters
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 ( IEEE; S. Mühlbacher-Karrer )
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Erscheinungsdatum: 11.2020
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Sachgebiete
  • 202034 - Regelungstechnik
  • 202035 - Robotik
  • 202036 - Sensorik
  • 202037 - Signalverarbeitung
  • 207409 - Navigationssysteme
Forschungscluster Kein Forschungscluster ausgewählt
Zitationsindex
  • Science Citation Index Expanded (SCI Expanded)
Informationen zum Zitationsindex: Master Journal List
Peer Reviewed
  • Ja
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  • Science to Science (Qualitätsindikator: I)
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Arbeitsgruppen
  • Control of Networked Systems

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