Omni-swarm：面向 aerial swarms 的去中心化全向视觉-惯性-UWB 状态估计系统
机器人学
2022-09-13 v5
摘要
去中心化状态估计是 GPS 拒止区域中自主 aerial swarm 系统最基础的组件之一，但至今仍是一个极具挑战的研究课题。本文提出 Omni-swarm，一种面向 aerial swarms 的去中心化全向视觉-惯性-UWB 状态估计系统，以填补这一研究空白。为解决可观测性、复杂初始化、精度不足以及缺乏全局一致性的问题，我们在 Omni-swarm 中引入了全向感知前端。它由立体大视场相机与超宽带传感器、视觉-惯性里程计、基于多无人机地图的定位以及视觉无人机跟踪算法组成。前端得到的测量值在后端与基于图的优化相融合。实验结果表明，所提方法在保障 aerial swarm 全局一致性的同时，实现了厘米级相对状态估计精度。此外，在 Omni-swarm 的支撑下，无人机间避碰可在无任何外部设备的情况下完成，展示了 Omni-swarm 作为自主 aerial swarms 基础的潜力。
引用
@article{arxiv.2103.04131,
title = {Omni-swarm: A Decentralized Omnidirectional Visual-Inertial-UWB State Estimation System for Aerial Swarms},
author = {Hao Xu and Yichen Zhang and Boyu Zhou and Luqi Wang and Xinjie Yao and Guotao Meng and Shaojie Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.04131},
year = {2022}
}
备注
The paper is accepted by IEEE Transactions on Robotics (T-RO, 2022)