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Distributed Robotic Sensor Networks: An Information Theoretic Approach

Julian, Brian J. und Angermann, Michael und Schwager, Mac und Rus, Daniela (2012) Distributed Robotic Sensor Networks: An Information Theoretic Approach. The International Journal of Robotics Research, 31 (10), Seiten 1134-1154. SAGE Publications. doi: 10.1177/0278364912452675. ISSN 0278-3649.

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Kurzfassung

In this paper we present an information-theoretic approach to distributively control multiple robots equipped with sensors to infer the state of an environment. The robots iteratively estimate the environment state using a sequential Bayesian filter, while continuously moving along the gradient of mutual information to maximize the informativeness of the observations provided by their sensors. The gradient-based controller is proven to be convergent between observations and, in its most general form, locally optimal. However, the computational complexity of the general form is shown to be intractable, and thus non-parametric methods are incorporated to allow the controller to scale with respect to the number of robots. For decentralized operation, both the sequential Bayesian filter and the gradient-based controller use a novel consensus-based algorithm to approximate the robots’ joint measurement probabilities, even when the network diameter, the maximum in/out degree, and the number of robots are unknown. The approach is validated in two separate hardware experiments each using five quadrotor flying robots, and scalability is emphasized in simulations using 100 robots.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/77146/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Distributed Robotic Sensor Networks: An Information Theoretic Approach
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Julian, Brian J.MITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Angermann, MichaelDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwager, MacBoston UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rus, DanielaMITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2012
Erschienen in:The International Journal of Robotics Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:31
DOI:10.1177/0278364912452675
Seitenbereich:Seiten 1134-1154
Verlag:SAGE Publications
ISSN: 0278-3649
Status:veröffentlicht
Stichwörter:robotic, sensor network, distributed, information theory
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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:19 Sep 2012 10:45
Letzte Änderung:06 Sep 2019 15:30

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