Real Time Localization Systems for autonomous navigation: Modelling, Analysis and Control

This thesis work concerns the derivation of hybrid state observers, analysis and control, of real-time localization and navigation systems (RTLS). In particular, the hybrid systems framework was used to take into account the continuous and discrete dynamics involved in the estimation process and the sporadic and time-random nature of the measurements from various distance and / or inertial sensors. Convergence analyzes were carried out to demonstrate the stability of the proposed solutions and the filtering capacity of the noises present in the measurements. This work is accompanied by the results of the experimental laboratory tests confirming the validity of the proposed solutions.

Questo lavoro di tesi riguarda la derivazione di osservatori ibridi dello stato, analisi e controllo, di sistemi di localizzazione e navigazione in tempo reale (RTLS). In particolare, il framework dei sistemi ibridi è stato utilizzato per tener conto delle dinamiche continue e discrete coinvolte nel processo di stima e della natura sporadica e tempo randomica delle misure provenienti da vari sensori di distanza e/o inerziali. Analisi di convergenza sono state effettuate per dimostrare la stabilità delle soluzioni proposte e la capacità di filtraggio dei rumori presenti nelle misure. Il presente lavoro è corredato dai risultati delle prove sperimentali di laboratorio a conferma della validità delle soluzioni proposte.