Reliable communication in Micro Air Vehicle (MAV) swarms is challenging in environments, where conventional radio-based methods suffer from spectrum congestion, jamming, and high power consumption. Inspired by the waggle dance of honeybees, which efficiently communicate the location of food sources without sound or contact, we propose a novel visual communication framework for MAV swarms using motion-based signaling. In this framework, MAVs convey information, such as heading and distance, through deliberate flight patterns, which are passively captured by event cameras and interpreted using a predefined visual codebook of four motion primitives: vertical (up/down), horizontal (left/right), left-to-up-to-right, and left-to-down-to-right, representing control symbols (``start'', ``end'', ``1'', ``0''). To decode these signals, we design an event frame-based segmentation model and a lightweight Spiking Neural Network (SNN) for action recognition. An integrated decoding algorithm then combines segmentation and classification to robustly interpret MAV motion sequences. Experimental results validate the framework's effectiveness, which demonstrates accurate decoding and low power consumption, and highlights its potential as an energy-efficient alternative for MAV communication in constrained environments.


翻译:在传统无线电通信方法面临频谱拥塞、干扰和高功耗挑战的环境中,微型飞行器(MAV)集群的可靠通信实现困难。受蜜蜂通过摇摆舞高效传递食物源位置(无需声音或接触)的启发,我们提出一种基于运动信号的新型MAV集群视觉通信框架。在该框架中,MAV通过预设飞行模式传递航向与距离等信息,这些信息由事件相机被动捕获,并通过包含四种运动基元(垂直向上/向下、水平向左/向右、左-上-右、左-下-右)的预定义视觉码本进行解析,分别对应控制符号(“起始”“终止”“1”“0”)。为解码这些信号,我们设计了基于事件帧的分割模型和用于动作识别的轻量级脉冲神经网络(SNN),并通过集成解码算法结合分割与分类结果,实现对MAV运动序列的鲁棒解析。实验结果验证了该框架的有效性,其具备精确解码能力和低功耗特性,展现了在受限环境中作为MAV通信节能替代方案的潜力。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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