הנדסת מכונות

Where am I? Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning

Sensors and Methods for
Mobile Robot Positioning
J. Borenstein , H. R. Everett , and L. Feng

Table of Contents
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
PART I SENSORS FOR MOBILE ROBOT POSITIONING
Chapter 1 Sensors for Dead Reckoning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1 Optical Encoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.1 Incremental Optical Encoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1.2 Absolute Optical Encoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2 Doppler Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.1 Micro-Trak Trak-Star Ultrasonic Speed Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.2 Other Doppler-Effect Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3 Typical Mobility Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3.1 Differential Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3.2 Tricycle Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.3.3 Ackerman Steering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.3.4 Synchro Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.5 Omnidirectional Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.3.6 Multi-Degree-of-Freedom Vehicles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.7 MDOF Vehicle with Compliant Linkage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.3.8 Tracked Vehicles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Chapter 2 Heading Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.1 Mechanical Gyroscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.1.1 Space-Stable Gyroscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1.2 Gyrocompasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.1.3 Commercially Available Mechanical Gyroscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.1.3.1 Futaba Model Helicopter Gyro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1.3.2 Gyration, Inc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2 Piezoelectric Gyroscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.3 Optical Gyroscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.1 Active Ring Laser Gyros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.3.2 Passive Ring Resonator Gyros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3.3 Open-Loop Interferometric Fiber Optic Gyros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3.4 Closed-Loop Interferometric Fiber Optic Gyros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.3.5 Resonant Fiber Optic Gyros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.3.6 Commercially Available Optical Gyroscopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.3.6.1 The Andrew ג€�Autogyro" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.3.6.2 Hitachi Cable Ltd. OFG-3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4 Geomagnetic Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.4.1 Mechanical Magnetic Compasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.4.2 Fluxgate Compasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.4.2.1 Zemco Fluxgate Compasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6
123
2.4.2.2 Watson Gyrocompass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.4.2.3 KVH Fluxgate Compasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.4.3 Hall-Effect Compasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.4.4 Magnetoresistive Compasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.4.4.1 Philips AMR Compass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.4.5 Magnetoelastic Compasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Chapter 3 Ground-Based RF-Beacons and GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.1 Ground-Based RF Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.1.1 Loran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.1.2 Kaman Sciences Radio Frequency Navigation Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.1.3 Precision Location Tracking and Telemetry System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.1.4 Motorola Mini-Ranger Falcon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.1.5 Harris Infogeometric System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.2 Overview of Global Positioning Systems (GPSs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.3 Evaluation of Five GPS Receivers by Byrne [1993] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3.1 Project Goals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3.2 Test Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3.2.1 Parameters tested . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.3.2.2 Test hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.3.2.3 Data post processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.3.3 Test Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.3.3.1 Static test results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.3.3.2 Dynamic test results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.3.3.3 Summary of test results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.3.4 Recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.3.4.1 Summary of problems encountered with the tested GPS receivers . . . . . . . . . . 92
3.3.4.2 Summary of critical integration issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Chapter 4 Sensors for Map-Based Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.1 Time-of-Flight Range Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.1.1 Ultrasonic TOF Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.1.1.1 Massa Products Ultrasonic Ranging Module Subsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.1.1.2 Polaroid Ultrasonic Ranging Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.1.2 Laser-Based TOF Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.1.2.1 Schwartz Electro-Optics Laser Rangefinders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.1.2.2 RIEGL Laser Measurement Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.1.2.3 RVSI Long Optical Ranging and Detection System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.2 Phase-Shift Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.2.1 Odetics Scanning Laser Imaging System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.2.2 ESP Optical Ranging System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.2.3 Acuity Research AccuRange 3000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.2.4 TRC Light Direction and Ranging System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.2.5 Swiss Federal Institute of Technology's ג€�3-D Imaging Scannerג€� . . . . . . . . . . . . . . 120
4.2.6 Improving Lidar Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.3 Frequency Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
4.3.1 Eaton VORAD Vehicle Detection and Driver Alert System . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.3.2 Safety First Systems Vehicular Obstacle Detection and Warning System . . . . . . . 127
PART II SYSTEMS AND METHODS FOR MOBILE ROBOT POSITIONING
Chapter 5 Odometry and Other Dead-Reckoning Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.1 Systematic and Non-Systematic Odometry Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
5.2 Measurement of Odometry Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.2.1 Measurement of Systematic Odometry Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.2.1.1 The Unidirectional Square-Path Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.2.1.2 The Bidirectional Square-Path Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
5.2.2 Measurement of Non-Systematic Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5.3 Reduction of Odometry Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
5.3.1 Reduction of Systematic Odometry Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
5.3.1.1 Auxiliary Wheels and Basic Encoder Trailer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
5.3.1.2 The Basic Encoder Trailer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
5.3.1.3 Systematic Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
5.3.2 Reducing Non-Systematic Odometry Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.3.2.1 Mutual Referencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.3.2.2 Internal Position Error Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.4 Inertial Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.4.1 Accelerometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.4.2 Gyros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.4.2.1 Barshan and Durrant-Whyte [1993; 1994; 1995] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.4.2.2 Komoriya and Oyama [1994] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Chapter 6 Active Beacon Navigation Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.1 Discussion on Triangulation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6.1.1 Three-Point Triangulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6.1.2 Triangulation with More Than Three Landmarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.2 Ultrasonic Transponder Trilateration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
6.2.1 IS Robotics 2-D Location System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.2.2 Tulane University 3-D Location System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
6.3 Optical Positioning Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.3.1 Cybermotion Docking Beacon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.3.2 Hilare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
6.3.3 NAMCO LASERNET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
6.3.3.1 U.S. Bureau of Mines' application of the LaserNet sensor . . . . . . . . . . . . . . . 161
6.3.4 Denning Branch International Robotics LaserNav Position Sensor . . . . . . . . . . . 163
6.3.5 TRC Beacon Navigation System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
6.3.6 Siman Sensors and Intelligent Machines Ltd., ROBOSENSE . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
6.3.7 Imperial College Beacon Navigation System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
6.3.8 MTI Research CONAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 TM
6.3.9 Spatial Positioning Systems, inc.: Odyssey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
6.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Chapter 7 Landmark Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
7.1 Natural Landmarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
7.2 Artificial Landmarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
7.2.1 Global Vision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
7.3 Artificial Landmark Navigation Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
7.3.1 MDARS Lateral-Post Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.3.2 Caterpillar Self Guided Vehicle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7.3.3 Komatsu Ltd, Z-shaped landmark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
7.4 Line Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.4.1 Thermal Navigational Marker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7.4.2 Volatile Chemicals Navigational Marker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Chapter 8 Map-based Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
8.1 Map Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
8.1.1 Map-Building and Sensor Fusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
8.1.2 Phenomenological vs. Geometric Representation, Engelson & McDermott [1992] 186
8.2 Map Matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
8.2.1 Schiele and Crowley [1994] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
8.2.2 Hinkel and Knieriemen [1988] ג€” The Angle Histogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
8.2.3 Weiֳ�, Wetzler, and Puttkamer ג€” More on the Angle Histogram . . . . . . . . . . . . . 191
8.2.4 Siemens' Roamer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
8.2.5 Bauer and Rencken: Path Planning for Feature-based Navigation . . . . . . . . . . . . . 194
8.3 Geometric and Topological Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
8.3.1 Geometric Maps for Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
8.3.1.1 Cox [1991] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
8.3.1.2 Crowley [1989] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
8.3.1.3 Adams and von Flֳ¼e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
8.3.2 Topological Maps for Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
8.3.2.1 Taylor [1991] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
8.3.2.2 Courtney and Jain [1994] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
8.3.2.3 Kortenkamp and Weymouth [1993] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
8.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Chapter 9 Vision-Based Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
9.1 Camera Model and Localization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
9.2 Landmark-Based Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
9.2.1 Two-Dimensional Positioning Using a Single Camera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
9.2.2 Two-Dimensional Positioning Using Stereo Cameras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
9.3 Camera-Calibration Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
9.4 Model-Based Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
9.4.1 Three-Dimensional Geometric Model-Based Positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
9.4.2 Digital Elevation Map-Based Localization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
9.5 Feature-Based Visual Map Building . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
9.6 Summary and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Appendix A A Word on Kalman Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Appendix B Unit Conversions and Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
Appendix C Systems-at-a-Glance Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Subject Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Author Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Company Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Bookmark Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Video Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Full-length Papers Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

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