机器人学状态估计:矩阵李群方法

需积分: 2 0 下载量 201 浏览量 更新于2024-07-17 1 收藏 4.37MB PDF 举报
"《机器人学的状态估计》是一本详尽阐述状态估计理论的书籍,特别适合于机器人学领域的SLAM(Simultaneous Localization And Mapping,同时定位与建图)学习者。作者Timothy D. Barfoot采用矩阵-李群的方法来探讨这一主题,书中的内容覆盖了概率理论、高斯概率密度函数等核心概念,对于理解和应用机器人状态估计至关重要。" 本书首先介绍了状态估计的历史背景,以及传感器、测量和问题定义的基本概念。它强调了在机器人学中,如何利用传感器数据来估计机器人自身的状态(如位置、速度和姿态)以及环境的信息。接着,书中详细阐述了书的组织结构和与其他相关书籍的关系,以便读者了解其独特之处和学习路径。 Part I“Estimation Machinery”深入探讨了状态估计的基础。第一章介绍了概率论的基础,包括概率密度函数(PDF)的定义、贝叶斯规则、矩、样本均值和协方差、统计独立性、无关联性、熵和互信息,以及Cramér-Rao下界和费舍尔信息。这些概念是理解估计和推断过程的关键。 第二章则专门讨论高斯概率密度函数,这是在机器人状态估计中常见的分布类型。这里涵盖了高斯分布的定义、Isserlis定理、联合高斯PDF及其因子、统计独立性和无关联性、线性变量变换、高斯分布的乘积,以及Sherman-Morrison-Woodbury公式等。这些内容为处理含有不确定性数据的线性和非线性估计问题提供了理论工具。 这本书不仅适合初学者,也适合希望深入理解状态估计理论的高级读者。通过学习,读者将能够运用矩阵-李群的方法解决实际的机器人定位和感知问题,从而在SLAM等领域取得进展。