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TransformLoc:在异构集群中将 MAV 转化为移动定位基础设施

网络与互联网体系结构 2024-09-04 v1 机器人学

摘要

异构微型飞行器(MAV)集群由资源密集但昂贵的高级 MAV(AMAV)和资源受限但高性价比的基础 MAV(BMAV)组成,在多个领域展现出应用潜力。准确且实时的定位对 MAV 集群至关重要,但现有方案缺乏低成本、高精度且实时的解决途径,尤其是对于轻量级 BMAV。我们发现了一个机遇,即通过将 AMAV 转化为 BMAV 的移动定位基础设施来完成此任务。然而,由于 BMAV 定位误差未知且多样情况下的位置估计挑战,以及耦合影响因素下 AMAV 的资源分配挑战,将这一洞察转化为实用系统并非易事。本研究提出 TransformLoc,这是一种将 AMAV 转化为移动定位基础设施的新框架,专为低成本且资源受限的 BMAV 设计。我们首先设计了一个误差感知联合位置估计模型,对 BMAV 执行间歇性联合位置估计,随后设计了一种邻近驱动的自适应分组调度策略,以动态分配 AMAV 的资源。TransformLoc 实现了一个适用于大规模异构 MAV 集群的协作、自适应且高性价比的定位系统。我们在工业无人机上实现了 TransformLoc 并验证了其性能。结果表明,TransformLoc 在定位性能上比包括 SOTA 在内的基线方法高出 68%,促使导航成功率提升达 60%。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.08815,
  title  = {TransformLoc: Transforming MAVs into Mobile Localization Infrastructures in Heterogeneous Swarms},
  author = {Haoyang Wang and Jingao Xu and Chenyu Zhao and Zihong Lu and Yuhan Cheng and Xuecheng Chen and Xiao-Ping Zhang and Yunhao Liu and Xinlei Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.08815},
  year   = {2024}
}

备注

10 pages, accepted by IEEE INFOCOM 2024