基于MEMS麦克风的水下仿生低成本低功耗机器人声学定位与通信
机器人学
2022-10-04 v1
摘要
具备精确的定位能力是自主机器人的基本需求之一。对于水下航行器，由于GPS在水中使用的限制以及环境能见度差导致基于相机的方法失效，有效的定位选择十分有限。用于水下定位的常用惯性导航方法，如多普勒测速仪、声呐、高端惯性导航系统或声学定位系统，需要笨重昂贵的硬件，与低成本仿生水下机器人不相容。本文提出一种受GPS方法启发的水下机器人定位方法，称为声学伪距测量。我们的方法有望对配备常用微机电系统（MEMS）麦克风的多个仿生机器人进行定位。这是通过估计来自已知星座几何结构的四个扬声器同时发出的声学信号到达时间差实现的。我们还利用同一声学框架与机器人进行单向通信以执行一些基本运动。据我们所知，这是该方法在水中小型仿生机器人板载定位中的首次应用。我们公开了硬件原理图与配套代码以促进该领域的进一步发展。
引用
@article{arxiv.2210.01089,
title = {Acoustic Localization and Communication Using a MEMS Microphone for Low-cost and Low-power Bio-inspired Underwater Robots},
author = {Akshay Hinduja and Yunsik Ohm and Jiahe Liao and Carmel Majidi and Michael Kaess},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.01089},
year = {2022}
}