文档名：基于蝗虫视觉的微型机器人避障方法研究
摘要：为提高机器人自主避障的稳定性和可靠性,通过对蝗虫神经系统中具有碰撞预警能力的小叶巨大运动检测器(LGMD)神经网络进行优化处理,构建适用于嵌入式微型机器人的仿生视觉避障系统.针对LGMD网络在黑暗环境中碰撞感知性能较差,将传统图像处理算法与仿生网络相结合,通过融合拉普拉斯锐化和高斯模糊的激励来增强碰撞对象的扩展边缘,提出基于图像增强的碰撞检测神经网络(LGMD-LS).利用MATLAB软件对模型进行视频仿真分析,结果表明:相较于LGMD模型,改进算法在黑暗环境中能有效识别迫近障碍物,具有较好的鲁棒性.在自制微型机器人上进行实物验证,结果表明:机器人在黑暗场景中能够有效避障,验证了算法的可靠性.为应用于实际场景下机器人碰撞检测提供参考依据.
Abstract：Inordertoimprovethestabilityandreliabilityofautonomousobstacleavoidanceofrobots,abionicvisualobstacleavoidancesystemsuitableforembeddedmicrorobotsisconstructedbyoptimizingthelobulagiantmovementdetector(LGMD)neuralnetworkoflocustwithcollisionwarningabilityinthegrasshopperneuralsystem.AimingatthepoorcollisionperceptionperformanceofLGMDnetworkindarkenvironment,traditionalimageprocessingalgorithmiscombinedwiththebionicnetwork.ByfusingtheexcitationofLaplacesharpeningandGaussianblurtoenhancetheextendededgeofthecollisionobject,acollisiondetectionneuralnetworkbasedonimageenhancement(LGMD-LS)isproposed.ThevideosimulationanalysisofthemodelusingMATLABsoftwareshowsthatcomparedwithLGMDmodel,theimprovedalgorithmcaneffectivelyidentifyapproachingobstaclesindarkenvironmentandhasbetterrobustness.Physicalverificationiscarriedoutontheself-mademicrorobot.Theresultsshowthattherobotcaneffectivelyavoidobstaclesindarkscenes,whichverifiesthereliabilityofthealgorithm.Itprovidesareferencebasisforrobotcollisiondetectioninpracticalscenes.
作者：汪杰 雷斌 蒋林 李港 苏冲Author：WANGJie LEIBin JIANGLin LIGang SUChong
作者单位：武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081;武汉科技大学机器人与智能系统研究院,湖北武汉430081
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(4)
分类号：TP391
关键词：移动机器人 蝗虫视觉神经网络 动态避障 碰撞检测
Keywords：mobilerobot locustvisualneuralnetwork dynamicobstacleavoidance collisiondetection
机标分类号：TP242.6TP391.9TP18
在线出版日期：2024年4月26日
基金项目：国家重点研发计划，湖北省自然科学基金资助项目基于蝗虫视觉的微型机器人避障方法研究[
期刊论文] 传感器与微系统--2024, 43(4)汪杰 雷斌 蒋林 李港 苏冲为提高机器人自主避障的稳定性和可靠性,通过对蝗虫神经系统中具有碰撞预警能力的小叶巨大运动检测器(LGMD)神经网络进行优化处理,构建适用于嵌入式微型机器人的仿生视觉避障系统.针对LGMD网络在黑暗环境中碰撞感知性能...参考文献和引证文献
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