Range Limited Coverage Control using Air-Ground Multi-Robot Teams

要約

この論文では、異なるセンシング能力を備えた異種マルチロボット システムがアプリオリの未知の密度関数を持つ領域をどのように観察できるかを調査します。
一般的なカバレッジ制御技術は、同種のロボット チームを対象としており、ロボットのセンシング能力が大きく異なる場合に何が起こるかは考慮されていません。
この研究は、ドメインを効果的に観察するために、異なるセンシング能力を備えた異種ロボットからのカバレッジ情報を融合するロイド アルゴリズムの拡張を提案しています。
つまり、空中エージェントと地上エージェントから構成される二峰性ロボット チームを研究します。
問題の定式化では、粗い領域センサーを備えた空中ロボットを使用して、感知領域を効果的にカバーするためにその感知領域内で必要な地上ロボットの数を概算します。
この情報は地上ロボットに中継され、ローカルに焦点を当てたカバレージ コントローラーとグローバルに焦点を当てた配信コントローラーのバランスを取るロイド アルゴリズムの拡張を実行します。
ロイズ アルゴリズム拡張の安定性は証明されており、そのパフォーマンスは、リモート アクセス可能なマルチロボット テストベッドであるロボタリウムを使用したシミュレーションと実験を通じて評価されています。

要約(オリジナル)

In this paper, we investigate how heterogeneous multi-robot systems with different sensing capabilities can observe a domain with an apriori unknown density function. Common coverage control techniques are targeted towards homogeneous teams of robots and do not consider what happens when the sensing capabilities of the robots are vastly different. This work proposes an extension to Lloyd’s algorithm that fuses coverage information from heterogeneous robots with differing sensing capabilities to effectively observe a domain. Namely, we study a bimodal team of robots consisting of aerial and ground agents. In our problem formulation we use aerial robots with coarse domain sensors to approximate the number of ground robots needed within their sensing region to effectively cover it. This information is relayed to ground robots, who perform an extension to the Lloyd’s algorithm that balances a locally focused coverage controller with a globally focused distribution controller. The stability of the Lloyd’s algorithm extension is proven and its performance is evaluated through simulation and experiments using the Robotarium, a remotely-accessible, multi-robot testbed.

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