要約
水中ロボット間通信用のコンパクトな磁気電気 (ME) アンテナ アレイ システムである BlueME の設計、開発、および実験的検証について紹介します。
BlueME は、自然な機械的共振周波数で動作する ME アンテナを採用し、水中で超低周波 (VLF) 電磁信号を効率的に送受信します。
その性能を評価するために、私たちは、オープンウォーターフィールド試験で自律水上車両 (ASV) と遠隔操作車両 (ROV) に BlueME を導入しました。
私たちのテストでは、BlueME がわずか 1 ワットの電力を消費しながら、200 メートルを超える距離でも信頼性の高い信号伝送を維持できることが実証されています。
実地試験では、このシステムが濁り、障害物、マルチパス干渉など、一般に音響や光学に影響を与える困難な水中条件において効果的に動作することが示されています。
私たちの分析では、完全な水没がシステムのパフォーマンスに及ぼす影響も調査し、展開上の重要な考慮事項を特定します。
この研究は、実験室の外での ME アンテナの最初の実用的な水中展開を表し、これまでで最大の VLF ME アレイ システムを実装します。
BlueME は、マルチロボット協調システムおよびリモート センサー ネットワークにおける海洋ロボット工学および自動化に大きな可能性を示します。
要約(オリジナル)
We present the design, development, and experimental validation of BlueME, a compact magnetoelectric (ME) antenna array system for underwater robot-to-robot communication. BlueME employs ME antennas operating at their natural mechanical resonance frequency to efficiently transmit and receive very-low-frequency (VLF) electromagnetic signals underwater. To evaluate its performance, we deployed BlueME on an autonomous surface vehicle (ASV) and a remotely operated vehicle (ROV) in open-water field trials. Our tests demonstrate that BlueME maintains reliable signal transmission at distances beyond 200 meters while consuming only 1 watt of power. Field trials show that the system operates effectively in challenging underwater conditions such as turbidity, obstacles, and multipath interference– that generally affect acoustics and optics. Our analysis also examines the impact of complete submersion on system performance and identifies key deployment considerations. This work represents the first practical underwater deployment of ME antennas outside the laboratory and implements the largest VLF ME array system to date. BlueME demonstrates significant potential for marine robotics and automation in multi-robot cooperative systems and remote sensor networks.
arxiv情報
| 著者 | Mehron Talebi,Sultan Mahmud,Adam Khalifa,Md Jahidul Islam |
| 発行日 | 2024-11-14 07:15:24+00:00 |
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