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Cooperative Pose Estimation in a Robotic Swarm: Framework, Simulation and Experimental Results

Zhang, Siwei und Cokona, Kimon und Pöhlmann, Robert und Staudinger, Emanuel und Wiedemann, Thomas und Dammann, Armin (2022) Cooperative Pose Estimation in a Robotic Swarm: Framework, Simulation and Experimental Results. In: 30th European Signal Processing Conference, EUSIPCO 2022 - Proceedings. EUSIPCO 2022, 2022-08-29 - 2022-09-02, Belgrade, Serbia. doi: 10.23919/EUSIPCO55093.2022.9909666. ISBN 978-908279709-1. ISSN 2219-5491.

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Kurzfassung

Swarm robotics has gained an increasing attention in applications like extraterrestrial exploration and disaster management, due to the ability of simultaneously observing at different locations and avoiding a single point of failure. In order to operate autonomously, robots in a swarm need to know their precise poses, including their positions, velocities and orientations. When external navigation infrastructures like the global navigation satellite systems (GNSS) are not ubiquitously accessible, the swarm of robots need to rely on internal measurements to estimate their poses. In this paper, we propose a cooperative 3D pose estimation framework, based on the insights of sensor characteristics that we gained from outdoor swarm navigation experiments. A decentralized particle filter (DPF) operates on each robot to estimate its pose via fusing radio-based ranging, inertial sensor data, control commands and the pose estimates of its neighbors. This framework is integrated in the swarm navigation ecosystem developed at the German Aerospace Center (DLR), and is unified for both simulations and experiments.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188026/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Cooperative Pose Estimation in a Robotic Swarm: Framework, Simulation and Experimental Results
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhang, SiweiSiwei.Zhang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cokona, KimonKimon.Cokona (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pöhlmann, RobertRobert.Poehlmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7362-9406NICHT SPEZIFIZIERT
Staudinger, EmanuelEmanuel.Staudinger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9601-2887NICHT SPEZIFIZIERT
Wiedemann, ThomasThomas.Wiedemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dammann, ArminArmin.Dammann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7112-1833NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:August 2022
Erschienen in:30th European Signal Processing Conference, EUSIPCO 2022 - Proceedings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.23919/EUSIPCO55093.2022.9909666
ISSN:2219-5491
ISBN:978-908279709-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ToA, DoA, Positioning, robot navigation, swarm, Ranging, Autonomous Driving, Fisher information, formation optimization, network localization
Veranstaltungstitel:EUSIPCO 2022
Veranstaltungsort:Belgrade, Serbia
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:29 August 2022
Veranstaltungsende:2 September 2022
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation und Navigation
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KN - Kommunikation und Navigation
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben GNSS2/Neue Dienste und Produkte (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Institut für Kommunikation und Navigation
Hinterlegt von: Zhang, Siwei
Hinterlegt am:31 Aug 2022 10:27
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:49

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