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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 44/7 - 2010  - pp.743-770  - doi:10.3166/JESA.44.743-770
TITRE
Une introduction à la théorie des observateurs invariants. Application à un exemple didactique de fusion des données multicapteurs

TITLE
An introduction to symmetry-preserving observers. Application to a multi-sensor data fusion tutorial example

RÉSUMÉ

Un observateur est un filtre qui délivre une estimation de l’état d’un système dynamique à partir de mesures imparfaites issues de divers capteurs. Dans cet article, nous considérons les systèmes non linéaires possédant des symétries. Nous montrons que la théorie récente des observateurs invariants permet de construire automatiquement des observateurs non linéaires candidats raisonnables à partir d’observateurs construits autour d’un seul point d’équilibre. Ces observateurs ont alors un bon comportement autour d’un continuum de points d’équilibre. Nous appliquons la méthode à la construction d’observateurs pour le problème de la fusion de données entre capteurs inertiels et capteurs de position. Les bonnes performances de ces observateurs sont illustrées par des simulations et des résultats expérimentaux.



ABSTRACT

An observer is a filter that provides an estimation of the state of a dynamical system from several sensors imperfect measurements. In this paper, we focus on nonlinear systems that possess symmetries. We show that the recent theory of symmetry-preserving observers allows to automatically build sensible candidate nonlinear observers from observers designed around only one particular equilibrium point. These observers behave then well around a continuum of equilibrium points. We apply the proposed methodology to design such an observer to the problem of inertial and position sensors fusion, and we illustrate the good performance of these symmetry-preserving estimators through simulation and experimental results.



AUTEUR(S)
Sylvère BONNABEL, Erwan SALAÜN

MOTS-CLÉS
observateur non linéaire, symétries, filtre de Kalman étendu, observateur de Luenberger, fusion de capteurs inertiels et de position.

KEYWORDS
nonlinear observer, symmetries, extended Kalman filter, Luenberger observer, inertial and position sensors fusion.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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