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    澳门太阳城最新网站媒体实验室的研究人员正在使用RFID标签,以帮助家庭机器人在运动以空前的速度和准确性的对象,可能使机器人在包装和组装无人机群之间的合作。

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机器人跟踪以前所未有的精度移动物体

澳门太阳城最新网站媒体实验室的研究人员正在使用RFID标签,以帮助家庭机器人在运动以空前的速度和准确性的对象,可能使机器人在包装和组装无人机群之间的合作。

系统采用RFID标签来家中的目标;可能受益的机器人制造,协同无人驾驶飞机和其他应用程序。


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在澳门太阳城最新网站开发出一种新系统使用的RFID标签,以帮助家庭机器人在运动以空前的速度和准确性的对象。该系统可以通过封装和组装,工作机器人,并通过执行搜索和救援任务的无人驾驶飞机群能更好的协作和精度。

在一份文件中被下周联网系统的设计与实现USENIX研讨会上宣读,研究人员表明,采用该系统的机器人可以内7.5毫秒定位标签的对象,平均和小于一厘米的误差。

在系统中,称为turbotrack中,RFID(射频识别)标签可以应用到任何对象。读者发送反射离开RFID标签和附近其他物体,和篮板给读者的无线信号。算法进行筛选,通过所有的反射信号,找到RFID标签的响应。最终计算则利用RFID标签的运动 - 虽然这通常会降低精确度 - 以提高其定位精度。

研究人员说,该系统可以取代计算机视觉的一些机器人的任务。与它的人类对应,计算机视觉是由什么可看的限制,它可能无法注意到杂乱的环境中的对象。无线电频率信号并没有这样的限制:它们可识别目标,而不可视化,杂波内和通过壁。

验证系统中,研究人员连接有一个RFID标签的盖,另一个瓶子。机器人臂位于盖并将其放置到瓶子上,由另一个机器人臂保持。在另一个演示中,研究人员在对接期间跟踪配备有RFID的nanodrones,机动,和飞行。在这两个任务,该系统是为准确,快速为传统的计算机视觉系统,在计算机视觉失败的场景中工作时,研究人员报告。

“如果你使用任务的RF信号通常利用计算机视觉完成的,你不仅让机器人做人类的事情,但你也可以让他们做超人的事情,”法德勒文学家,一个助理教授,首席研究员在澳门太阳城最新网站说,媒体实验室,信号动力学研究小组的创始主任。 “你可以做一个可扩展的方式,因为这些RFID标签是每只有3分钱。”

在制造中,系统可以使机器人手臂是在,比方说,拾取,组装和沿着装配线包装的物品更精确的和通用的。另一个前途的应用是使用搜索和救援任务手持“nanodrones”。 nanodrones目前使用的计算机视觉和方法缝合在一起拍摄的图像进行本地化的目的。这些无人机在混乱的地区往往会感到困惑,失去对方墙后,并不能唯一地识别对方。这一切都限制了他们,说,散布在一个区域的能力和协作,以寻找失踪人员。用研究人员的系统,在群nanodrones可以更好地相互定位,更大的控制和协作。

“你可以使nanodrones的群,形成以特定的方式,飞入杂乱的环境,甚至是环境从视线中隐藏起来,以很高的精度,”第一作者志宏罗,一个研究生的信号动力学研究小组说。

纸张上的其他媒体实验室共同作者是访问学生企平张,博士后云飞马,以及研究助理马尼什·辛格。

超分辨率

文学家的研究小组已经工作了多年使用无线电信号跟踪和识别目的,如 在瓶装食品污染检测, 与主体内部设备进行通信管理仓库库存.

类似的系统已尝试使用RFID标签的定位任务。但这些都与在任何准确性或速度的权衡。是准确的,则可能需要他们几秒钟来找到移动物体;为了提高速度,他们失去了准确性。

面临的挑战是实现速度和准确度同时进行。为此,研究人员从被称为成像技术汲取了灵感“超分辨率成像。”这些系统的图像从多个角度缝合在一起,以实现更精细的分辨率的图像。

“当时的想法是,这些超高分辨率的系统应用到无线信号,”阿迪说。 “作为移动的东西,你在跟踪它更多的角度,所以你可以利用的准确性的运动。”

该系统结合了标准RFID读取器与同时用于本地化射频信号的“辅助”组件。辅助拍摄出包括多个频率的宽带信号,建立在无线通信中使用的调制方式,称为正交频分复用。

该系统捕获的环境篮板断对象的所有信号,包括RFID标签。这些信号中的一个携带特定于特定的RFID标签中,因为RFID信号反映且在一定图案吸收的输入信号中,对应于0和1的位的信号时,该系统可以识别。

通过计算需要的信号的发射机和接收机之间的旅行时间测量距离 - - 因为这些信号以光的速度行进,该系统可以计算一个“飞行时间”来衡量标签的位置,以及在环境中的其他对象。但是这仅提供了一个大概的定位图,不subcentimter精度。

杠杆运动

放大在标签的位置,研究人员开发出了他们所谓的“时空超分辨率”的算法。

该算法结合了所有反弹信号的位置估算,其中包括所述RFID信号,其中确定使用的飞行时间。使用一些概率计算,它缩小了该组为RFID标签可能位置的屈指可数。

作为标签移动时,它的信号角略微改变 - 这还对应于特定位置的改变。那么算法可以使用角度变化来跟踪标签的距离,因为它的动作。由该变化的距离测量不断比较来自其它信号的所有其他距离测量,可以找到在三维空间中的标签。这一切都发生在几分之一秒。

“高层的想法是,通过这些测量在时间和空间上结合,你得到的标签的位置更好的重建,”阿迪说。

“的工作报告分厘米级的精度,这对于RFID非常令人印象深刻,”丽丽秋,在德克萨斯大学奥斯汀分校的研究重点的无线网络和通信大学的计算机科学教授说。 “本文提出一个有趣的想法,可让一个‘助手’发送与RFID协议兼容的宽带信号以实现跟踪精度高[和]开发了...用于RF本地化跨越时间和跨越多个天线熔断器测量框架。该系统具有潜在的支持[研究者]目标应用,如机器人组件和nanodrones。 ...这将看到在未来的现场测试结果非常有趣。”

这项工作是赞助,部分由美国国家科学基金会。


主题: 研究, 计算机科学与技术, 算法, 媒体实验室, 无线, 传感器, 机器人, 机器人, 无人驾驶飞机, 建筑与规划学院, 美国国家科学基金会(NSF)

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