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CREPES:协作式相对位姿估计系统

机器人学 2023-03-29 v2

摘要

相互定位在多机器人协作中起着关键作用。本文提出 CREPES,一种专注于多机器人系统六自由度(DOF)相对位姿估计的新型系统。CREPES 采用紧凑的硬件设计,使用主动红外(IR)LED、红外鱼眼相机、超宽带(UWB)模块和惯性测量单元(IMU)。通过利用红外光通信,系统解决了视觉检测与 UWB 测距之间的数据关联问题。来自 UWB 的测距测量和来自相机的方向信息提供了相对 3-DOF 位置估计。将相互相对位置与邻居位置以及 IMU 提供的重力约束相结合,我们可从单帧传感器测量中估计出 6-DOF 相对位姿。此外,我们设计了一种基于误差状态卡尔曼滤波器(ESKF)的估计器以提升系统精度与鲁棒性。当存在多个邻居时,应用位姿图优化(PGO)算法进一步提高系统精度。我们进行了大量实验,以展示 CREPES 在机器人对之间及机器人团队间的精度,以及在挑战性条件下的性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.01036,
  title  = {CREPES: Cooperative RElative Pose Estimation System},
  author = {Zhiren Xun and Jian Huang and Zhehan Li and Zhenjun Ying and Yingjian Wang and Chao Xu and Fei Gao and Yanjun Cao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01036},
  year   = {2023}
}