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Simultaneous Gas Exploration and Network Localization with Robotic Swarms

Broghammer, Fabio und Wiedemann, Thomas und Zhang, Siwei und Noack, Benjamin (2024) Simultaneous Gas Exploration and Network Localization with Robotic Swarms. In: 49th IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing Workshops, ICASSPW 2024, Seiten 169-173. 2nd Workshop on Signal Processing for Autonomous Systems, 2024-04-14, Seoul, Korea. doi: 10.1109/ICASSPW62465.2024.10627291. ISBN 979-835037451-3.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
3MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10627291

Kurzfassung

A common issue in state-of-the-art robotic gas distribution mapping and gas source localization is the fact that the positions of the robots are assumed to be perfectly known and the position uncertainties are not considered in movement strategies. However, for cooperative mobile sensor networks with relative localization systems, the geometry of the network plays an important role for localization accuracy. In this paper, we introduce the problem of Simultaneous Exploration and Localization (SEAL). Our approach incorporates position uncertainties of gas concentration measurements into the estimation of environment features, such as a source position or wind direction, and exploits the position uncertainties to design an exploration strategy for sampling gas distributions with mobile robots. More precisely, the paper presents a swarm control algorithm that improves the estimation by adapting the swarm formation for better localization. In simulations, we analyze how position uncertainties affect estimation and exploration performance and we compare the presented control algorithm with a method unaware of position uncertainties.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/203939/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Simultaneous Gas Exploration and Network Localization with Robotic Swarms
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Broghammer, Fabiofabio.broghammer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0613-8348166201015
Wiedemann, ThomasThomas.Wiedemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhang, SiweiSiwei.Zhang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Noack, BenjaminOtto von Guericke University MagdeburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:49th IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing Workshops, ICASSPW 2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICASSPW62465.2024.10627291
Seitenbereich:Seiten 169-173
ISBN:979-835037451-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cooperative positioning, Cramer–Rao lower bound, Gas source localization, Multi-robot control
Veranstaltungstitel:2nd Workshop on Signal Processing for Autonomous Systems
Veranstaltungsort:Seoul, Korea
Veranstaltungsart:Workshop
Veranstaltungsdatum:14 April 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Schwarmnavigation
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Broghammer, Fabio
Hinterlegt am:26 Aug 2024 14:40
Letzte Änderung:09 Sep 2024 13:18

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