无基础UWB-based主动相对定位
机器人学
2024-12-30 v2
摘要
在多机器人系统中,平台间相对定位在领导跟随、目标追踪或协同机动等诸多任务中发挥关键作用。现有SOTA方法要么依赖基础设施,要么采用无基础方案。前者通常实现高精度定位,但需固定外部结构;后者提供更高灵活性,然而大多数方法依赖摄像头或激光雷达,需视距可达 (LoS) 才能运行。超宽带 (UWB) 设备正成为构建无基础解决方案的可行方案,无需LoS。这些方法直接将UWB传感器部署在机器人上。然而要求至少一台平台为静态,限制了无基础方案的优势。本文消除该约束,引入无基础相对定位的主动方法。允许机器人适应位置以最小化其他平台的相对定位误差。为实现此目标,我们首先设计专为主动定位任务规划的锚点布局。随后,提出新型UWB相对定位损失函数,将几何扩散精度 (GDOP) 指标适配至无基础场景。最后,利用该损失函数训练基于深度强化学习的主动UWB相对定位控制器。广泛的仿真 campaign 与实际实验验证了本方法,显示相较于当前SOTA技术,相对定位误差可降低最高达60%。
引用
@article{arxiv.2409.12780,
title = {Infrastructure-less UWB-based Active Relative Localization},
author = {Valerio Brunacci and Alberto Dionigi and Alessio De Angelis and Gabriele Costante},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.12780},
year = {2024}
}