The Role of Time in a Robotic Swarm: A Joint View on Communications, Localization, and Sensing

Staudinger Emanuel; Zhang Siwei; Pohlmann Robert; Dammann Armin

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The Role of Time in a Robotic Swarm: A Joint View on Communications, Localization, and Sensing

机译：时间在机器人群中的作用：通信，本地化和传感的联合观点

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Autonomous robotic swarms are envisioned for a variety of sensing applications in space exploration, search and rescue, and disaster management. An important capability of a swarm is sensing spatio-temporal processes such as radio wave propagation and seismic activities. The spa-tio-temporal properties of these processes dictate the required sensing position and time accuracy, as well as update rate. A dedicated wireless communication system needs to be jointly designed for swarm information exchange, self-localization, and sensing. In this article, we emphasize the role of time in a robotic swarm. We introduce the system ingredients and dive into realistic clock models. Clock models and channel access schemes decisively influence the swarm self-localization and synchronization accuracy, and consequently the swarm sensing performance. Finally, we discuss practical implementation aspects, introduce our developed swarm radio system, and give an outlook on a moon-analog exploration mission.

机译：为空间探索，搜救和救援和灾害管理中的各种传感应用设想了自主机器人群。群体的一个重要能力是传感时空过程，如无线电波传播和地震活动。这些过程的SPA-TiO-时间特性决定了所需的感测位置和时间精度，以及更新速率。专用的无线通信系统需要共同设计用于群信息交换，自定位和感应。在本文中，我们强调时间在机器人群中的作用。我们介绍了系统成分，并潜入现实的时钟型号。时钟模型和通道访问方案果断地影响群体的自定位和同步精度，从而影响了群体传感性能。最后，我们讨论实际实施方面，介绍了我们发达的群无线电系统，并展开了月亮模拟探索任务。

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来源
《IEEE Communications Magazine》 |2021年第2期|98-104|共7页
作者
Staudinger Emanuel; Zhang Siwei; Pohlmann Robert; Dammann Armin;
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作者单位

German Aerosp Ctr Inst Commun & Nav Munich Germany;

German Aerosp Ctr Inst Commun & Nav Munich Germany;

German Aerosp Ctr Inst Commun & Nav Munich Germany;

German Aerosp Ctr Inst Commun & Nav Munich Germany;

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Wireless communication; Location awareness; Biological system modeling; Robot sensing systems; Sensors; Synchronization; Clocks;

机译：无线通信;位置意识;生物系统建模;机器人传感系统;传感器;同步;时钟;

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