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A Scalable Information Theoretic Approach to Multi-robot Coordination

Julian, Brian J. und Angermann, Michael und Schwager, Mac und Rus, Daniela (2011) A Scalable Information Theoretic Approach to Multi-robot Coordination. IEEE International Conference on Intelligent Robot & Systems (IROS) 2011, San Francisco, CA, USA.

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Kurzfassung

This paper presents a scalable information theoretic approach to infer the state of an environment by distributively controlling robots equipped with sensors. The robots iteratively estimate the environment state using a recursive Bayesian filter, while continuously moving to improve the quality of the estimate by following the gradient of mutual information. Both the filter and the controller use a novel algorithm for approximating the robots’ joint measurement probabilities, which combines consensus (for decentralization) and sampling (for scalability). The approximations are shown to approach the true joint measurement probabilities as the size of the consensus rounds grows or as the network becomes complete. The resulting gradient controller runs in constant time with respect to the number of robots, and linear time with respect to the number of sensor measurements and environment discretization cells, while traditional mutual information methods are exponential in all of these quantities. Furthermore, the controller is proven to be convergent between consensus rounds and, under certain conditions, is locally optimal. The complete distributed inference and coordination algorithm is demonstrated in experiments with five quad-rotor flying robots and simulations with 100 robots.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/74252/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Paper)
Titel:A Scalable Information Theoretic Approach to Multi-robot Coordination
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Julian, Brian J.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Angermann, MichaelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwager, MacNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rus, DanielaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2011
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Multi-robot coordination
Veranstaltungstitel:IEEE International Conference on Intelligent Robot & Systems (IROS) 2011
Veranstaltungsort:San Francisco, CA, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Verkehrsmanagement (alt)
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V VM - Verkehrsmanagement
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - VABENE (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Angermann, Dr.-Ing. Michael
Hinterlegt am:23 Jan 2012 11:23
Letzte Änderung:23 Jan 2012 11:23

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