This paper addresses the problem of decentralized, collaborative state estimation in robotic teams. In particular, this paper considers problems where individual robots estimate similar physical quantities, such as each other's position relative to themselves. The use of \emph{pseudomeasurements} is introduced as a means of modelling such relationships between robots' state estimates, and is shown to be a tractable way to approach the decentralized state estimation problem. Moreover, this formulation easily leads to a general-purpose observability test that simultaneously accounts for measurements that robots collect from their own sensors, as well as the communication structure within the team. Finally, input preintegration is proposed as a communication-efficient way of sharing odometry information between robots, and the entire theory is appropriate for both vector-space and Lie-group state definitions. The proposed framework is evaluated on three different simulated problems, and one experiment involving three quadcopters.


翻译:本文研究机器人团队中分布式、协作的状态估计问题。特别地,我们考虑机器人团队中单独机器人通过自身传感器估计与其他机器人位置的关系。引入伪测量来建模机器人状态估计之间的这类关系,展示了它是解决分布式状态估计问题的可行方式。此外,该公式可以很容易地导出一个通用的可观性测试,同时考虑来自机器人自身传感器以及团队内通信结构的测量。最后,在向量空间和李群状态定义下均适用的情况下,提出了输入预积分作为共享里程信息的一种通信高效的方式。所提出的框架在三个不同的模拟问题和一个涉及三架四旋翼的实验中得到验证。

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