Robustness Study of Optimal Geometries for Cooperative Multi-Robot Localization
- Others:
- Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique) ; Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-NANTES UNIVERSITÉ - École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN) ; Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST) ; Nantes Université - pôle Sciences et technologie ; Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie ; Nantes Université (Nantes Univ)
- Intelligence artificielle et algorithmes efficaces pour la robotique autonome (ACENTAURI) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Signal, Images et Systèmes (Laboratoire I3S - SIS) ; Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)
- IEEE
- ANR-21-CE33-0014,SAMURAI,Cartographie partageable à l'aide de capteurs hétérogènes pour la robotique collaborative(2021)
Description
This work focuses on localizing a single target robot with multi-robot formations in 2D space. The cooperative robots employ inter-robot range measurements to assess the target position. In the presence of noisy measurements, the choice of formation geometries significantly impacts the accuracy of the target robot's pose estimation. While an infinite number of geometries exists to optimize localization accuracy, the current practice is to choose the final formation geometry based on convenience criteria such as simplicity or proximity to the initial position of the robots. The former leads to the selection of regular polygon-shaped formations, while the latter results in behaviour-based formations. Different from existing works, we conduct a complete robustness study of formation geometries in the presence of deviations from the desired formation and range measurement errors. In 2D scenarios, we establish necessary and sufficient conditions for formation geometries to be robust against robot positioning errors. This result substantiates the extensive use of regular polygon formations. However, our analysis reveals the lack of robustness of the commonly used square formation geometry, which stands as an exception. Simulation results illustrate the advantages of these robust geometries in enhancing target localization accuracy.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal.science/hal-04680132
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04680132v1
- Origin repository
- UNICA