KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.11
no.8
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pp.3889-3903
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2017
Fast and accurate localization of randomly deployed nodes is required by many applications in wireless sensor networks (WSNs). However, mobile nodes localization in WSNs is more difficult than static nodes localization since the nodes mobility brings more data. In this paper, we propose a Range-based Monte Carlo Box (RMCB) algorithm, which builds upon the Monte Carlo Localization Boxed (MCB) algorithm to improve the localization accuracy. This algorithm utilizes Received Signal Strength Indication (RSSI) ranging technique to build a sample box and adds a preset error coefficient in sampling and filtering phase to increase the success rate of sampling and accuracy of valid samples. Moreover, simplified Particle Swarm Optimization (sPSO) algorithm is introduced to generate new samples and avoid constantly repeated sampling and filtering process. Simulation results denote that our proposed RMCB algorithm can reduce the location error by 24%, 14% and 14% on average compared to MCB, Range-based Monte Carlo Localization (RMCL) and RSSI Motion Prediction MCB (RMMCB) algorithm respectively and are suitable for high precision required positioning scenes.
A lot of localization algorithms have been developed in order to achieve autonomous navigation. However, most of localization algorithms are restricted to certain conditions. In this paper, Monte Carlo localization scheme with a map-matching algorithm is suggested as a robust localization method for the Public Service Robot to accomplish its tasks autonomously. Monte Carlo localization can be applied to local, global and kidnapping localization problems. A range image based measure function and a geometric pattern matching measure function are applied for map matching algorithm. This map matching method can be applied to both polygonal environments and un-polygonal environments and achieves...
In this study, we have proposed a motion equation to control synchro drive mobile robot, a path plan to compute and track the best path to given destination and a technique utilizing uniform distribution and cluster management based Monte Carlo localization to have track current position of moving robot. In the localization test which was repeated 73 times resulted as following. The average process time of original Monte Carlo localization was 12.8ms. The proposed cluster management Monte Carlo localization resulted 9.3ms. Also the proposed method resulted correctly in the cases where original method failed.
Seo Dae-Sung;Lee Ho-Gil;Kim Hong-Suck;Yang Gwang-Woong;Won Dae-Hee
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.12
no.1
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pp.47-53
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2006
Localization is a essential technology for mobile robot to work well. Until now expensive sensors such as laser sensors have been used for mobile robot localization. We suggest RFID tag based localization system. RFID tag devices, antennas and tags are cheap and will be cheaper in the future. The RFID tag system is one of the most important elements in the ubiquitous system and RFID tag will be attached to all sorts of goods. Then, we can use this tags for mobile robot localization without additional costs. So, in this paper, the smart floor using passive RFID tags is proposed and, passive RFID tags are mainly used for identifying mobile robot's location and pose in the smart floor. We discuss a number of challenges related to this approach, such as tag distribution (density and structure), typing and clustering. When a mobile robot localizes in this smart floor, the localization error mainly results from the sensing range of the RFID reader, because the reader just ran know whether a tag is in the sensing range of the sensor. So, in this paper, we suggest two algorithms to reduce this error. We apply the particle filter based Monte Carlo localization algorithm to reduce the localization error. And with simulations and experiments, we show the possibility of our particle filter based Monte Carlo localization in the RFID tag based localization system.
Localization is one of the essential tasks necessary to achieve autonomous navigation of a mobile robot. One such localization technique, Monte Carlo Localization (MCL) is often applied to a digital surface model. However, there are differences between range data from laser rangefinders and the data predicted using a map. In this study, commonly observed from air and ground (COAG) features and candidate selection based on the shape of sensor data are incorporated to improve localization accuracy. COAG features are used to classify points consistent with both the range sensor data and the predicted data, and the sample candidates are classified according to their shape constructed from sensor data. Comparisons of local tracking and global localization accuracy show the improved accuracy of the proposed method over conventional methods.
This paper presents a multi-robot localization based on multidimensional scaling (MDS) in spite of the existence of incomplete and noisy data. While the traditional algorithms for MDS work on the full-rank distance matrix, there might be many missing data in the real world due to occlusions. Moreover, it has no considerations to dealing with the uncertainty due to noisy observations. We propose a robust MDS to handle both the incomplete and noisy data, which is applied to solve the multi-robot localization problem. To deal with the incomplete data, we use the Nystr$\ddot{o}$m approximation which approximates the full distance matrix. To deal with the uncertainty, we formulate a Bayesian framework for MDS which finds the posterior of coordinates of objects by means of statistical inference. We not only verify the performance of MDS-based multi-robot localization by computer simulations, but also implement a real world localization of multi-robot team. Using extensive empirical results, we show that the accuracy of the proposed method is almost similar to that of Monte Carlo Localization(MCL).
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.15
no.8
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pp.845-850
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2009
Localization which estimates a robot's position and orientation in a given environment is very important for mobile robot navigation. Although low-cost sensors are preferred for practical service robots, they suffer from the inaccurate and insufficient range information. This paper proposes a novel approach to increasing the success rate of low-cost sensor-based localization. In this paper, both the previous and the current data obtained from the IR sensors are used for localization in order to utilize as much environment information as possible without increasing the number of sensors. The sensor model used in the monte carlo localization (MCL) is modified so that the accumulated range information may be used to increase the accuracy in estimating the current robot pose. The experimental results show that the proposed method can robustly estimate the robot's pose in indoor environments with several similar places.
Malfunctions or critical fatigue problems often occur in mistuned periodic structural systems since their vibration responses may become much larger than those of perfectly tuned periodic systems. These are called vibration localization phenomena and it is of great importance to accurately predict the localization phenomena for safe and reliable designs of the periodic structural systems. In this study, a simple discrete system which represents periodic structural systems is employed to analyze the vibration localization phenomena. The statistical effects of mistuning, stiffness coupling, and damping on the vibration localization phenomena are investigated through Monte Carlo simulation. It is found that the probability of vibration localization was significantly influenced by the statistical properties except the standard deviation of coupling stiffness.
This paper presents a sensor model design based on Monte Carlo Localization method. First, we define the measurement error of each sample using a map matching method by 2-D laser scanners and a pre-constructed grid-map of the environment. Second, samples are assigned probabilities due to matching errors from the gaussian probability density function considered of the sample's convergence. Simulation using real environment data shows good localization results by the designed sensor model.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.14
no.1
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pp.41-48
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2014
This paper analyzes the Monte Carlo localization (MCL) method, which estimates the pose of an indoor mobile robot. A mobile robot must know where it is to navigate in an indoor environment. The MCL technique is one of the most influential and popular techniques for estimation of robot position and orientation using a particle filter. For the analysis, we perform experiments in an indoor environment with a differential drive robot and ultrasonic range sensor system. The analysis uses MATLAB for implementation of the MCL and investigates the effects of the control parameters on the MCL performance. The control parameters are the uncertainty of the motion model of the mobile robot and the noise level of the measurement model of the range sensor.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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