Siwei ZhangAutonomous Swarm Navigation | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISBN: | 978-3-8440-7488-8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Series: | Digital Communications Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Peter Adam Höher Kiel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | swarm; estimation; navigation; autonomous system; distributed system; localization | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Type of publication: | Thesis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pages: | 204 pages | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Figures: | 81 figures | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Weight: | 385 g | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Format: | 21 x 14,8 cm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Binding: | Hardcover | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Price: | 49,80 € / 62,30 SFr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Published: | August 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Buy: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Download: | Available PDF-Files for this title: You need the Adobe Reader, to open the files. Here you get help and information, for the download. These files are not printable.
User settings for registered users You can change your address here or download your paid documents again.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Recommendation: | You want to recommend this title? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Review copy: | Here you can order a review copy. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Link: | You want to link this page? Click here. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Export citations: |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Abstract: | Robotic swarm systems attract increasing attention in a wide variety of applications, where a multitude of self-organized robotic entities collectively accomplish sensing or exploration tasks. Compared to a single robot, a swarm system offers advantages in terms of exploration speed, robustness against single point of failures, and collective observations of spatio-temporal processes. Autonomous swarm navigation, including swarm self-localization, the localization of external sources, and swarm control, is essential for the success of an autonomous swarm application. However, as a newly emerging technology, a thorough study of autonomous swarm navigation is still missing. In this thesis, we systematically study swarm navigation systems, particularly emphasizing on their collective performance. The general theory of swarm navigation as well as an in-depth study on a specific swarm navigation system proposed for future Mars exploration missions are covered. Concerning swarm localization, a decentralized algorithm is proposed, which achieves a near-optimal performance with low complexity for a dense swarm network. Regarding swarm control, a position-aware swarm control concept is proposed. The swarm is aware of not only the position estimates and the estimation uncertainties of itself and the sources, but also the potential motions to enrich position information. As a result, the swarm actively adapts its formation to improve localization performance, without losing track of other objectives, such as goal approaching and collision avoidance. The autonomous swarm navigation concept described in this thesis is verified for a specific Mars swarm exploration system. More importantly, this concept is generally adaptable to an extensive range of swarm applications. |