Aucamp: An Underwater Camera-Based Multi-Robot Platform with Low-Cost, Distributed, and Robust Localization

要約

このホワイトペーパーでは、ローカリゼーションのための費用対効果の高いモノクラーカメラベースのセンシング、分散プロトコル、および堅牢な方向制御を特徴とする、Aucampという名前の水中マルチロボットプラットフォームを紹介します。
透明度機能を利用して距離を測定し、単眼イメージングモデルを提示し、ターゲットオブジェクトの位置を推定します。
分散アップデートプロトコルを設計することにより、プラットフォームでグローバルなポジショニングを実現します。
分散アルゴリズムにより、知覚プロセスがより広い範囲を同時にカバーすることができ、ポジショニングの精度と堅牢性を大幅に改善します。
さらに、プラットフォーム内のロボットの明示的なダイナミクスモデルが取得されます。そのことに基づいて、堅牢な方向制御フレームワークを提案します。
制御システムは、プラットフォームが各ロボットのバランスの取れた姿勢を維持することを保証し、それによりローカリゼーションシステムの安定性を保証します。
このプラットフォームは、強制不安定な状態から安定した水平姿勢に迅速に回復することができます。
さらに、プラットフォームのパフォーマンスを評価するために、広範な実験とアプリケーションシナリオを実施します。
提案された新しいプラットフォームは、水中センサーネットワークによる広範な海洋探査のサポートを提供する場合があります。

要約(オリジナル)

This paper introduces an underwater multi-robot platform, named Aucamp, characterized by cost-effective monocular-camera-based sensing, distributed protocol and robust orientation control for localization. We utilize the clarity feature to measure the distance, present the monocular imaging model, and estimate the position of the target object. We achieve global positioning in our platform by designing a distributed update protocol. The distributed algorithm enables the perception process to simultaneously cover a broader range, and greatly improves the accuracy and robustness of the positioning. Moreover, the explicit dynamics model of the robot in our platform is obtained, based on which, we propose a robust orientation control framework. The control system ensures that the platform maintains a balanced posture for each robot, thereby ensuring the stability of the localization system. The platform can swiftly recover from an forced unstable state to a stable horizontal posture. Additionally, we conduct extensive experiments and application scenarios to evaluate the performance of our platform. The proposed new platform may provide support for extensive marine exploration by underwater sensor networks.

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