Relative localization and coordination for air-ground robot teams

Son yıllarda, otonom robotlar yangın söndürme, tarım, arama kurtarma, haritalandırma, hedef takibi ve yönelme gibi bir çok sosyal ve askeri uygulamalarda yaygınca kullanılmıştır. Görevleri verimli ve gürbüz bir şekilde tamamlamak için bir robot takımı içerisinde çeşitli tiplerde yer robotları ve hava araçları kullanılabilmektedir. Bu tür heterojen sistemler, karmaşık görevlerin icrasında tek tip robotlardan oluşan takımlara göre benzersiz faydalar sunmaktadır. Heterojen bir robot takımında, hassas bağıl konumlandırma-bir robotun komşularına göre konumunu tahmin etmesi-önemli bir yere sahiptir. Hava-yer robot takımları için, bir hava aracının ve çok sayıda yer robotunun koordineli bir şekilde bağıl konum tahminini gerçekleştirdiği bir bağıl konumlandırma sistemi türetiyoruz. Hava aracı, üzerindeki mono kamerasıyla yer robotları üzerindeki özel örgüleri teşhis ederken, yer robotları da ultrawideband sensörlerden aldıkları robotlar arası mesafeleri ve hava aracından iletişimle aldıkları yönelme açısı ve duruş açısına göre bağıl konum tahmini gerçekleştirmektedirler. Böylece, hava aracı, bütün takım için mutlak düzlem sağlayıcısı olarak görev yapmaktadır. Özellikle, takımdaki her bir robot herhangi bir dış konumlandırma altyapısına ihtiyaç duymadan üzerindeki iletişim ve hesaplama yeteneklerini kullanmaktadır ve bu özellik takımı GNSS olmayan çevreler de dahil olmak üzere her koşulda gerçeklenebilir yapmaktadır. Farklı hızlara sahip sensor ölçümlerini işlemek için bir çok-oranlı genişletilmiş Kalman filtresi önermekteyiz. Bir dron ve lider-ilk takipçi formasyonunda beş yer robotu ile kapsamlı bir simülasyon çalışması gerçekleştirdik. Simülasyon sonuçları her iki eksendeki bağıl konum tahmininde beş santimetreye kadar hata payı olan başarılı bir tahmin performansı göstermiştir. Anahtar kelimeler: Bağıl lokalizasyon, Heterojen çoklu-robot sistemleri, tahmin algoritmaları, ultrawideband sensörler