面向协作移动机器人的光集成感知与通信：设计与实验
网络与互联网体系结构
2023-06-21 v1
摘要
集成感知与通信（ISAC）是一项新兴技术，将无线感知与通信集成到单一系统中，正在变革包括协作移动机器人在内的许多应用。然而，在无线电通信不可用的场景中，需要替代方案。本文提出一种用于协作移动机器人的新型光 ISAC（OISAC）方案，通过集成相机感知与屏幕-相机通信（SCC）实现。与以往适用于静止 SCC 链路、以吞吐量为导向的 SCC 设计不同，我们的 OISAC 方案专为移动机器人的实时控制而设计，解决了图像模糊与图像显示长延迟等新问题。作为一个案例研究，我们考虑领导者-跟随者编队控制问题，这是协作移动机器人的关键部分。所提出的 OISAC 方案使跟随机器人仅利用其机载相机捕获的 RGB 图像，即可同时获取领导者共享的信息并感知相对于领导者的位姿。随后我们设计了一种新的控制律，能够利用相机获取的所有信息实现稳定且精确的编队。我们设计并开展了涉及匀速与非匀速运动的真实世界实验，以评估所提系统，并展示相较于使用扩展卡尔曼滤波（EKF）估计领导者状态的基准方法，应用 OISAC 的优势。结果表明，所提出的 OISAC 增强领导者-跟随者编队系统在精度、稳定性和鲁棒性方面均取得更优性能。
引用
@article{arxiv.2306.10584,
title = {Optical Integrated Sensing and Communication for Cooperative Mobile Robotics Design and Experiments},
author = {Shengqian Wang and He Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.10584},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 7 figures