В работе рассматривается подход к оптимизации навигационных стратегий для гетерогенной группы роботов, осуществляющих совместное перемещение в сложных условиях окружающей среды, характеризующихся наличием препятствий и нестабильным приемом сигналов спутниковых систем. В частности, исследуется возможность повышения точности решения навигационной задачи для каждого агента группы путем реализации алгоритмов взаимной коррекции навигационных систем воздушных и наземных роботов, физически связанных между собой управляемым гибким тросом. Разработанные алгоритмы обеспечивают возможность как автономного функционирования каждого агента, так и их работу в едином комплексе. Они содержат дополнительные каналы коррекции, использующие информацию от датчиков длины, натяжения и угла отклонения тросового механизма. Эти данные позволяют непрерывно определять относительное пространственное положение роботов, эффективно компенсируя накапливающиеся ошибки бортовых инерциальных систем. Для теоретического обоснования подхода представлена комплексная математическая модель, описывающая пространственную динамику роботов. Приведены результаты имитационного моделирования процессов перемещения и оценки навигационных параметров. Полученные данные подтверждают, что предложенный метод комплексирования информации позволяет значительно снизить погрешность позиционирования по сравнению с изолированным функционированием роботов, повышая общую надежность выполнения миссии.
This paper presents an approach to optimizing navigation strategies for a heterogeneous robot group moving collaboratively in complex environments characterized by obstacles and unstable Global Navigation Satellite System signal reception. Specifically, the study investigates the potential to improve navigation accuracy for each agent in the group by implementing mutual correction algorithms for the navigation systems of aerial and ground robots physically connected by a controllable flexible tether. The developed algorithms enable both the autonomous operation of individual agents and their coordinated functioning as a unified system. They incorporate additional correction channels that utilize data from the tether mechanism's sensors, including length, tension, and deflection angle. This data allows for the continuous determination of the robots' relative spatial positions, effectively compensating for the accumulating drift errors of onboard inertial navigation systems. To provide a theoretical foundation for this approach, a comprehensive mathematical model describing the spatial dynamics of the robots is presented. Furthermore, the paper presents the results of simulation modeling for the movement processes and the estimation of navigation parameters. The obtained data confirm that the proposed sensor fusion method significantly reduces positioning errors compared to the isolated operation of the robots, thereby enhancing the overall reliability of mission execution.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.