Cooperative localization is fundamental to autonomous multirobot systems, but most algorithms couple inter-robot communication with observation, making these algorithms susceptible to failures in both communication and observation steps. To enhance the resilience of multirobot cooperative localization algorithms in a distributed system, we use covariance intersection to formalize a localization algorithm with an explicit communication update and ensure estimation consistency at the same time. We investigate the covariance boundedness criterion of our algorithm with respect to communication and observation graphs, demonstrating provable localization performance under even sparse communications topologies. We substantiate the resilience of our algorithm as well as the boundedness analysis through experiments on simulated and benchmark physical data against varying communications connectivity and failure metrics. Especially when inter-robot communication is entirely blocked or partially unavailable, we demonstrate that our method is less affected and maintains desired performance compared to existing cooperative localization algorithms.


翻译:合作本地化是自主多机器人系统的基础,但大多数算法将跨机器人通信与观测相结合,使得这些算法容易在通信和观测步骤上出现故障。为了增强分布式系统中多机器人合作本地化算法的复原力,我们使用共变交叉法将本地化算法正规化,同时提供明确的通信更新,确保估算一致性。我们调查我们的通信和观察图算法的共变约束标准,在甚至稀疏的通信表层下显示可实现的本地化性表现。我们通过模拟和基准物理数据以抵御不同的通信连通性和故障指标的实验,证实了我们的算法的弹性和界限分析。特别是当机器人之间的通信完全受阻或部分无法使用时,我们证明我们的方法比现有的合作本地化算法影响较小,并保持了我们所期望的绩效。

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