基于UWB的去中心化集群编队|港科大沈劭劼老师团队最新研究 全自主无人机蜂群
论文下载链接：https://arxiv.org/abs/2003.05138
n9Nooploop2023-06-08T16:13:47+08:00
去中心化集群编队是香港科技大学沈劭劼老师团队博士生徐浩等公开的最新研究成果，其论文于2020年被机器人领域影响力最大的学术会议之一，IEEE机器人与自动化国际会议（ICRA）接收。基于LinkTrack UWB定位系统、视觉、IMU核心传感器，可实现多架无人机在无GPS导航下，完全自主在室内外不受地域约束的集群编队飞行。
无人机集群的定位是一件具有挑战性的工作。以前的研究仅仅能实现借助无人机上的灯光或者特定光学标识，实现不完全分布式的外部定位；不仅对无人机需要进行较大的修改，同时也缺乏灵活性。比如依赖于特定的主机，或者集群必须要以一定的角度飞行以保持观测。又或者依靠GPS/UWB，在室外进行较大间距的编队。而在GPS环境较为复杂，环境狭窄的楼宇街道或者室内环境，则无法正常飞行。而在Nooploop UWB的帮助下，香港科技大学Aerial Robotics Group克服了这些局限性。在可靠性和灵活性层面上，这是首个具有实际应用价值的分布式相对状态估计算法。该算法首次实现了在室内不依赖任何外部设备或特定标志的自主密集编队。
相比以往无人机集群必须依赖GPS或者Vicon等定位设备。这项工作使得我们有可能实现真正自主飞行，自主控制的无人机集群。在这其中，LinkTrack UWB定位系统提供了不可或缺的测距、通信与授时功能。
该论文中，使用了LinkTrack UWB定位系统中的DR Mode（分布式测距模式），支持测距、授时、通信一体化，有效的解决了去中心化集群编队的多个难点与痛点。