Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Multi-agent autonomous target tracking using distance-based formations
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS), Automatic Control.
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

In this thesis, the problem of cooperative control of a system of autonomous agents for targettracking is studied, with special focus on autonomous surface vehicles and minimizing theenergy usage in the system. By separating the control problem into two different parts, weindependently calculate the coordination scheme of the system using virtual agents withsingle integrator dynamics and design the control of the actual agents to follow the virtual.Two different control strategies are introduced for the coordination scheme with thegoal of making the agents form a regular polygon formation around the target. The firststrategy is based on gradient descent for three agents. A proof of almost global stabilityfor the system is provided, both with and without the target included. As long as theinitial positions of the agents and target are not collinear, the system will asymptoticallyconverge to the desired formation. The second strategy uses a rigid body formation forthe virtual agents, where the most cost efficient pose is found using assignment and leastsquares minimization.The viability of the control strategies are shown through simulation and with implementationin a real system of small autonomous surface vehicles. Successful experimentsare presented from a setting where the target can be both stationary and moving. Theresults from the thesis will be used and further developed in a project centered aroundautonomous tracking of underwater targets, carried out in collaboration between KTH,NTNU Trondheim and LSTS Porto.

Abstract [sv]

Inom detta examensarbete studeras problemet med kooperativ kontroll av ett system avautonoma agenter för målföljning. Speciellt fokus läggs på självkörande båtar och attminimera energiåtgången i systemet. Genom att separera styrningen i två olika delarräknar vi självständigt ut en samordningsplan genom att använda virtuella agenter medpunktmassdynamik och konstruerar styrningen av de verkliga agenterna att följa efter devirtuella.Två olika styrstrategier introduceras för samordningsplanen med målsättningen att fåagenterna att skapa en liksidig formation runt målet. Den första strategin är baserad pågradienter för tre stycken agenter. Ett bevis för nästan global stabilitet ges, både med ochutan målet inkluderat. Så länge som de initiala positionerna av agenterna och målet inte ärkollinjära kommer vi alltid konvergera till den önskade formationen. Den andra strateginanvänder en fixerad formation för de virtuella agenterna, där den mest kostnadseffektivapositionen och rotationen beräknas genom anvisning och minstakvadratmetoden.Strategiernas praktiska användbarhet visas genom simulering och med implementeringi ett riktigt system av självkörande båtar. Framgångsrika experiment presenteras frånsituationer där målet kan vara både stationärt och rörligt. Resultaten från arbetet kommeranvändas och ytterligare utvecklas i ett projekt med fokus på autonomt följande av målunder vatten, genomfört i samarbete mellan KTH, NTNU Trondheim och LSTS Porto.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 73
Series
TRITA-EE, ISSN 1653-5146 ; 2017:126
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-222613OAI: oai:DiVA.org:kth-222613DiVA, id: diva2:1182092
Educational program
Master of Science - Systems, Control and Robotics
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-02-12 Created: 2018-02-12 Last updated: 2018-02-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(12093 kB)57 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 12093 kBChecksum SHA-512
932ea0a947288ca2b0971d5472091c32abc049a10c0f8f3b2e5df91c0d790a7e693f19956ab9dca5905289470a6270c108accdec3c54348f6a4d28511ebc3b94
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Automatic Control
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 57 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 174 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf