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Self-Organized UWB Localization for Robotic Swarm – First Results from an Analogue Mission on Volcano Etna

Zhang, Siwei und Fernandez Ruz, Pedro und Broghammer, Fabio und Staudinger, Emanuel und Gentner, Christian und Pöhlmann, Robert und Dammann, Armin und Schütt, Manuel und Lichtenheldt, Roy (2023) Self-Organized UWB Localization for Robotic Swarm – First Results from an Analogue Mission on Volcano Etna. In: 2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023. IEEE. IEEE Aerospace Conference 2023, 2023-03-04 - 2023-03-11, Big Sky, USA. doi: 10.1109/AERO55745.2023.10115558. ISBN 978-166549032-0. ISSN 1095-323X.

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27MB

Kurzfassung

At the Institute of Communications and Navigation of the German Aerospace Center (DLR), we have studied and developed radio-based swarm navigation technologies for a decade. In this paper, we provide a complete solution of ultra-wide band (UWB) localization network for a robotic swarm. This network is organized in a fully decentralized fashion and resilient to clock imperfections, topology changes, packet loss and the hidden node problem. In this network, a multitude of active devices and an arbitrary number of passive devices can exploit the UWB signals for self-localization, i.e. estimating their relative positions and orientations, without sophisticated clock and antenna calibration, which dramatically simplifies the design and manufacturing of such a swarm. Our proposed solution is verified with experiments and was successfully demonstrated in a space-analogue multi-robot surface exploration mission on the volcano Mt. Etna, Sicily, Italy, in July 2022.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/194264/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Self-Organized UWB Localization for Robotic Swarm – First Results from an Analogue Mission on Volcano Etna
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhang, SiweiSiwei.Zhang (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4390-458XNICHT SPEZIFIZIERT
Fernandez Ruz, Pedropedro.fernandez.ruz (at) gmail.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Broghammer, Fabiofabio.broghammer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0613-8348146582002
Staudinger, EmanuelEmanuel.Staudinger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9601-2887NICHT SPEZIFIZIERT
Gentner, ChristianChristian.Gentner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4298-8195NICHT SPEZIFIZIERT
Pöhlmann, RobertRobert.Poehlmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7362-9406NICHT SPEZIFIZIERT
Dammann, ArminArmin.Dammann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7112-1833NICHT SPEZIFIZIERT
Schütt, ManuelManuel.Schuett (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-5960-8685NICHT SPEZIFIZIERT
Lichtenheldt, RoyRoy.Lichtenheldt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2539-4910NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2023
Erschienen in:2023 IEEE Aerospace Conference, AERO 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/AERO55745.2023.10115558
Verlag:IEEE
ISSN:1095-323X
ISBN:978-166549032-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ToA, DoA, Positioning, robot navigation, swarm, Ranging, Autonomous Driving, Fisher information, formation optimization, network localization, ultra-wide band (UWB), orientation estimation, analogue mission
Veranstaltungstitel:IEEE Aerospace Conference 2023
Veranstaltungsort:Big Sky, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:4 März 2023
Veranstaltungsende:11 März 2023
Veranstalter :IEEE
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:17 Mär 2023 16:14
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:55

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