确定高精度和可扩展性的资产位置是市场上最多的调查技术之一。当需要抽取量级精度或需要在室内环境中运行时，基于卫星的定位系统（即GLONASS或GLILEO）提供的基于卫星的定位系统（即GLONASS或GALILEO）的准确性并不总是足够的。在处理室内定位系统时，可扩展性也是一种反复出现的问题。本文介绍了一种创新的UWB室内GPS，可以追踪任意数量的资产而不降低测量更新率。为了提高系统的准确性，研究了数学模型和不确定性源。结果突出了所提出的实施方式提供定位信息，其中最大误差低于20厘米。由于DTDOA传输机制，也解决了不需要从资产被跟踪的活动作用的可扩展性。

低成本毫米波（MMWAVE）通信和雷达设备的商业可用性开始提高消费市场中这种技术的渗透，为第五代（5G）的大规模和致密的部署铺平了道路（5G） - 而且以及6G网络。同时，普遍存在MMWAVE访问将使设备定位和无设备的感测，以前所未有的精度，特别是对于Sub-6 GHz商业级设备。本文使用MMWAVE通信和雷达设备在基于设备的定位和无设备感应中进行了现有技术的调查，重点是室内部署。我们首先概述关于MMWAVE信号传播和系统设计的关键概念。然后，我们提供了MMWaves启用的本地化和感应方法和算法的详细说明。我们考虑了在我们的分析中的几个方面，包括每个工作的主要目标，技术和性能，每个研究是否达到了一定程度的实现，并且该硬件平台用于此目的。我们通过讨论消费者级设备的更好算法，密集部署的数据融合方法以及机器学习方法的受过教育应用是有前途，相关和及时的研究方向的结论。

传感器是将物理参数或环境特征（例如温度，距离，速度等）转换为可以通过数字测量和处理以执行特定任务的信号的设备。移动机器人需要传感器来测量其环境的属性，从而允许安全导航，复杂的感知和相应的动作以及与填充环境的其他代理的有效相互作用。移动机器人使用的传感器范围从简单的触觉传感器（例如保险杠）到复杂的基于视觉的传感器，例如结构化灯相机。所有这些都提供了可以由机器人计算机处理的数字输出（例如，字符串，一组值，矩阵等）。通常通过使用传感器中包含的数字转换器（ADC）的类似物来离散一个或多个模拟电信号来获得此类输出。在本章中，我们介绍了移动机器人技术中最常见的传感器，并提供了其分类法，基本特征和规格的介绍。对功能和应用程序类型的描述遵循一种自下而上的方法：在描述现实世界传感器之前，介绍了传感器所基于的基本原理和组件，这些传感器通常基于多种技术和基本设备。

This paper presents the development of a system able to estimate the 2D relative position of nodes in a wireless network, based on distance measurements between the nodes. The system uses ultra wide band ranging technology and the Bluetooth Low Energy protocol to acquire data. Furthermore, a nonlinear least squares problem is formulated and solved numerically for estimating the relative positions of the nodes. The localization performance of the system is validated by experimental tests, demonstrating the capability of measuring the relative position of a network comprised of 4 nodes with an accuracy of the order of 3 cm and an update rate of 10 Hz. This shows the feasibility of applying the proposed system for multi-robot cooperative localization and formation control scenarios.

Efficient localization plays a vital role in many modern applications of Unmanned Ground Vehicles (UGV) and Unmanned aerial vehicles (UAVs), which would contribute to improved control, safety, power economy, etc. The ubiquitous 5G NR (New Radio) cellular network will provide new opportunities for enhancing localization of UAVs and UGVs. In this paper, we review the radio frequency (RF) based approaches for localization. We review the RF features that can be utilized for localization and investigate the current methods suitable for Unmanned vehicles under two general categories: range-based and fingerprinting. The existing state-of-the-art literature on RF-based localization for both UAVs and UGVs is examined, and the envisioned 5G NR for localization enhancement, and the future research direction are explored.

超宽带（UWB）基于到达的时间差异（TDOA）的定位最近已成为一种有希望的，低成本和可扩展的室内定位解决方案，这特别适合多机器人应用。但是，似乎缺乏公共数据集来基准在混乱的室内环境中新兴的UWB TDOA定位技术。为了填补这一空白，我们提供了一个全面的数据集由UWB TDOA识别实验和基于DeCawave的DWM1000 UWB模块的飞行实验组成。在识别实验中，我们在各种视线（LOS）和非线（NLOS）条件下收集了低级信号信息，包括信噪比（SNR）和功率差值。对于飞行实验，我们使用四个不同的锚点进行了累积的$ \ sim $ 150分钟的现实飞行，平均速度为0.45 m/s。在飞行过程中收集了包括UWB TDOA，惯性测量单元（IMU），光流，飞行时间（TOF）激光器和毫米精度的地面真相数据在内的原始传感器数据。数据集和开发套件可在https://utiasdsl.github.io/util-uwb-dataset/上获得。

在可能被GPS贬低的环境中准确估计机器人相对于彼此相对的位置的能力对于执行协作任务至关重要。由于超宽带无线电等技术，因此以低成本的价格获得了代理范围测量值。但是，使用多代理系统中的范围测量的三维相对位置估计的任务遭受了未观察到的。该字母为相对位置的可观察性提供了足够的条件，并使用仅具有范围测量的简单框架，加速度计，速率陀螺仪和磁力计满足条件。该框架已在模拟和实验中进行了测试，其中使用便宜的现成硬件实现了40-50 cm的定位精度。

We propose a multisensor fusion framework for onboard real-time navigation of a quadrotor in an indoor environment, by integrating sensor readings from an Inertial Measurement Unit (IMU), a camera-based object detection algorithm, and an Ultra-WideBand (UWB) localization system. The sensor readings from the camera-based object detection algorithm and the UWB localization system arrive intermittently, since the measurements are not readily available. We design a Kalman filter that manages intermittent observations in order to handle and fuse the readings and estimate the pose of the quadrotor for tracking a predefined trajectory. The system is implemented via a Hardware-in-the-loop (HIL) simulation technique, in which the dynamic model of the quadrotor is simulated in an open-source 3D robotics simulator tool, and the whole navigation system is implemented on Artificial Intelligence (AI) enabled edge GPU. The simulation results show that our proposed framework offers low positioning and trajectory errors, while handling intermittent sensor measurements.

The field of autonomous mobile robots has undergone dramatic advancements over the past decades. Despite achieving important milestones, several challenges are yet to be addressed. Aggregating the achievements of the robotic community as survey papers is vital to keep the track of current state-of-the-art and the challenges that must be tackled in the future. This paper tries to provide a comprehensive review of autonomous mobile robots covering topics such as sensor types, mobile robot platforms, simulation tools, path planning and following, sensor fusion methods, obstacle avoidance, and SLAM. The urge to present a survey paper is twofold. First, autonomous navigation field evolves fast so writing survey papers regularly is crucial to keep the research community well-aware of the current status of this field. Second, deep learning methods have revolutionized many fields including autonomous navigation. Therefore, it is necessary to give an appropriate treatment of the role of deep learning in autonomous navigation as well which is covered in this paper. Future works and research gaps will also be discussed.

安装在微空中车辆（MAV）上的地面穿透雷达是有助于协助人道主义陆地间隙的工具。然而，合成孔径雷达图像的质量取决于雷达天线的准确和精确运动估计以及与MAV产生信息性的观点。本文介绍了一个完整的自动空气缩进的合成孔径雷达（GPSAR）系统。该系统由空间校准和时间上同步的工业级传感器套件组成，使得在地面上方，雷达成像和光学成像。自定义任务规划框架允许在地上控制地上的Stripmap和圆形（GPSAR）轨迹的生成和自动执行，以及空中成像调查飞行。基于因子图基于Dual接收机实时运动（RTK）全局导航卫星系统（GNSS）和惯性测量单元（IMU）的测量值，以获得精确，高速平台位置和方向。地面真理实验表明，传感器时机为0.8美元，正如0.1美元的那样，定位率为1 kHz。与具有不确定标题初始化的单个位置因子相比，双位置因子配方可提高高达40％，批量定位精度高达59％。我们的现场试验验证了本地化准确性和精度，使得能够相干雷达测量和检测在沙子中埋入的雷达目标。这验证了作为鸟瞰着地图检测系统的潜力。

无人机尚未完全信任。他们对导航的无线电和摄像机的依赖提高了安全性和隐私问题。这些系统可能会失败，导致事故，或滥用未经授权的录音。考虑到最近的法规，允许商业无人机仅在晚上运营，我们提出了一种从完全新的方法，无人机从人工照明中获得导航信息。在我们的系统中，标准灯泡调制其强度发送信标，无人机用简单的光电二极管解码此信息。该光学信息与无人机中的惯性和高度传感器组合，以提供定位，而无需无线电，GPS或相机。我们的框架是第一个提供3D无人机定位的灯光，我们用一个由四个光标记和迷你无人机组成的试验台来评估它。我们表明，我们的方法允许将无人机定位在实际位置的几个小叠内，并与最先进的定位方法相比，将本地化误差降低42％。

在本文中，我们推导了机器人来测量相对方向或到达角度（AOA）的新能力，以在非视线和未映射的环境中运行的其他机器人，而无需外部基础架构。我们通过捕获WiFi信号在从发送到接收机器人时遍历的所有路径来这样做，这是我们术语AOA简档。当机器人在3D空间中移动时，关键直觉是“在空中模拟空气中的天线阵列”，一种类似于合成孔径雷达（SAR）的方法。主要贡献包括i）一个框架，以适应任意3D轨迹的框架，以及所有机器人的持续移动性，而计算AOA配置文件和II）随附的分析，其提供了作为机器人轨迹的函数的AOA估计方差的较低限制基于Cramer Rao绑定的几何。这是一个关键的区别与先前的SAR的工作，限制机器人移动到规定的运动模式，不概括到3D空间，和/或在数据采集时段期间需要将机器人发送到静态。我们的方法导致更准确的AOA配置文件，从而更好地估计，并正式地将该观察表征为轨迹的信息性;我们推导出封闭形式的可计算量。所有理论发展都是通过广泛的模拟和硬件实验证实的。我们还表明，我们的配方可以与现成的轨迹估计传感器一起使用。最后，我们展示了我们系统对多机器人动态集合任务的表现。

研究界，工业和社会中地面移动机器人（MRS）和无人机（UAV）的重要性正在迅速发展。如今，这些代理中的许多代理都配备了通信系统，在某些情况下，对于成功完成某些任务至关重要。在这种情况下，我们已经开始见证在机器人技术和通信的交集中开发一个新的跨学科研究领域。该研究领域的意图是将无人机集成到5G和6G通信网络中。这项研究无疑将在不久的将来导致许多重要的应用。然而，该研究领域发展的主要障碍之一是，大多数研究人员通过过度简化机器人技术或通信方面来解决这些问题。这阻碍了达到这个新的跨学科研究领域的全部潜力的能力。在本教程中，我们介绍了一些建模工具，从跨学科的角度来解决涉及机器人技术和通信的问题所需的一些建模工具。作为此类问题的说明性示例，我们将重点放在本教程上，讨论通信感知轨迹计划的问题。

基于超宽带（UWB）范围的多机器人系统中相对定位的系统最近已成为GNSS贬低环境的强大解决方案。可伸缩性仍然是主要挑战之一，尤其是在临时部署中。最近的解决方案包括系统中不同机器人或节点的主动和被动定位模式的动态分配。随着较大规模的系统的分布越来越多，关键的研究问题出现在此类本地化系统的安全性和可信度领域。本文研究了协作决策过程与分布式分类帐技术的潜在整合。具体而言，我们研究了一种方法，用于在区块链中智能合约中运行UWB角色分配算法的方法。在以前的作品中，我们分别研究了ROS2与HyperLeDger织物区块链的集成，并引入了一种用于基于UWB的本地化的新算法。在本文中，我们通过（i）运行实验扩展了这些工作移动机器人。这使我们能够通过增强的身份和数据访问管理在安全且可信赖的过程中提供相同的功能。我们的结果表明，UWB角色分配对六个自动移动机器人的连续变化空间形成的有效性，同时证明对添加不影响本地化过程的区块链层的潜伏期和计算资源的影响很小。

对不利环境中的行人无处不在的定位服务了很长的挑战。尽管深入学习的戏剧性进展，但多传感器深度测量系统却带来了高计算成本并随着时间的推移遭受累积漂移的错误。由于边缘设备的计算能力越来越多，我们通过在边缘与EKF（扩展卡尔曼滤波器） - 欧拉后端集成了最新的深径测量模型，提出了一种新的无处不在的定位解决方案。我们仔细比较并选择三个传感器模式，即惯性测量单元（IMU），毫米波（MMWAVE）雷达和热红外摄像机，并实现实时运行的深度内径推理引擎。提出了考虑精度，复杂性和边缘平台的深度径流的管道。我们设计一个Lora链接，用于定位数据回程，并将深度内径仪的聚合位置投影到全局框架中。我们发现简单的基于EKF的融合模块足以用于通用定位校准，具有超过34％的精度增长，针对任何独立的深径测量系统。不同环境的广泛测试验证了我们所提出的定位系统的效率和功效。

The paper addresses state estimation for clock synchronization in the presence of factors affecting the quality of synchronization. Examples are temperature variations and delay asymmetry. These working conditions make synchronization a challenging problem in many wireless environments, such as Wireless Sensor Networks or WiFi. Dynamic state estimation is investigated as it is essential to overcome non-stationary noises. The two-way timing message exchange synchronization protocol has been taken as a reference. No a-priori assumptions are made on the stochastic environments and no temperature measurement is executed. The algorithms are unequivocally specified offline, without the need of tuning some parameters in dependence of the working conditions. The presented approach reveals to be robust to a large set of temperature variations, different delay distributions and levels of asymmetry in the transmission path.

本文介绍了一种新型跟踪滤波器，主要用于在自动表面车辆（ASV）上的碰撞避免系统中使用。所提出的方法利用自动信息系统（AIS）消息传递协议来利用实时运动信息，以估计附近协同目标的位置，速度和标题。使用与源自余弦的球面规律的运动方程，在大地测量坐标中递归地估计每个目标的状态。这改善了先前的方法，其中许多方法采用扩展的卡尔曼滤波器（EKF），因此需要局部平面坐标帧的规范，以便以易于微差形式描述状态运动学。建议的大地电线UKF避免了对该本地飞机的需求。该特征对于远程ASV来说是特别有利的，其必须否则必须定期重新定义新的局部平面来缩短线性化误差。在真实世界的运营中，这种重复的重新定义可以引入错误并使任务规划复杂化。通过模拟和现场测试显示所提出的大地电线UKF以及传统的飞机 - 笛卡尔ekf，无论是在估计误差和稳定性方面的表现还是更好。

机器人的本地化对于导航和路径计划至关重要，例如需要环境地图的情况。多年来，由于引入低成本UWB模块提供了厘米级的准确性，多年来，用于室内位置系统的Ultra Wideband（UWB）一直在越来越受欢迎。但是，在环境中存在障碍的情况下，UWB的非视线（NLOS）测量将产生不准确的结果。由于低成本UWB设备不提供渠道信息，因此我们提出了一种方法来决定测量是否在视线（LOS）之内（NN）模型。该模型的结果是测量值是LOS的概率，该测量是通过加权最高方（WLS）方法定位的。我们的方法在大厅测试数据中将本地化精度提高了16.93％，使用从办公室培训数据中提取的所有输入的NN模型，在走廊测试数据上，将本地化精度提高了16.93％。

在这项工作中，研究了使用板载探测仪和机器人间距离测量值的4个自由度（3D位置和标题）机器人对机器人相对框架转换估计的问题。首先，我们对问题进行了理论分析，即CRAMER-RAO下限（CRLB），Fisher Information Matrix（FIM）及其决定因素的推导和解释。其次，我们提出了基于优化的方法来解决该问题，包括二次约束二次编程（QCQP）和相应的半决赛编程（SDP）放松。此外，我们解决了以前的工作中忽略的实际问题，例如对超宽带（UWB）和轨道仪传感器之间的空间偏移的核算，拒绝UWB异常值并在开始操作之前检查单数配置。最后，对空中机器人进行的广泛的模拟和现实生活实验表明，所提出的QCQP和SDP方法的表现优于最先进的方法，尤其是在几何差或大的测量噪声条件下。通常，QCQP方法以计算时间为代价提供了最佳结果，而SDP方法运行得更快，并且在大多数情况下非常准确。

In this article we present SHARP, an original approach for obtaining human activity recognition (HAR) through the use of commercial IEEE 802.11 (Wi-Fi) devices. SHARP grants the possibility to discern the activities of different persons, across different time-spans and environments. To achieve this, we devise a new technique to clean and process the channel frequency response (CFR) phase of the Wi-Fi channel, obtaining an estimate of the Doppler shift at a radio monitor device. The Doppler shift reveals the presence of moving scatterers in the environment, while not being affected by (environment-specific) static objects. SHARP is trained on data collected as a person performs seven different activities in a single environment. It is then tested on different setups, to assess its performance as the person, the day and/or the environment change with respect to those considered at training time. In the worst-case scenario, it reaches an average accuracy higher than 95%, validating the effectiveness of the extracted Doppler information, used in conjunction with a learning algorithm based on a neural network, in recognizing human activities in a subject and environment independent way. The collected CFR dataset and the code are publicly available for replicability and benchmarking purposes.