复杂环境下磁弹性微型游泳机器人的路径规划与识别跟踪

作     者：向红标 杨大虎 杨璐 王收军 张冕 黄显 霍文星 XIANG Hongbiao;YANG Dahu;YANG Lu;WANG Shoujun;ZHANG Mian;HUANG Xian;HUO Wenxing

作者机构：天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300372 

基　　金：天津市自然科学基金(20JCYBJC00790) 国家自然科学基金(52005370)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第5期

页      码：89-99页

摘      要：磁弹性材料设计的毫米级微型游泳机器人可通过外部均匀磁场实现连续形变来完成游泳动作,通过视觉反馈能提高机器人的路径跟随精度,但在复杂背景下机器人的视觉闭环控制易发生识别错误、跟踪失败等现象。针对上述问题,首先获取复杂环境下的障碍物信息,提出改进RRT*算法(IIC-RRT*)进行路径规划,同时基于环形平滑标签的YOLOv5识别跟踪算法(CSL-YOLOv5),在复杂背景下对微型游泳机器人的中心位置与旋转角度进行实时更新。在此基础上进行微型游泳机器人在障碍物复杂背景下的位置与角度的双闭环伺服控制,试验结果表明,提出的路径规划算法改善了路径生成的效率与平滑性,识别跟踪算法提高了微型游泳机器人的识别稳定性与精确性,为磁控微型游泳机器人在复杂背景下的精确控制提供了新思路。

主 题 词：微型游泳机器人 路径规划 识别跟踪 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2023.05.089

馆 藏 号：203118097...