对于没有外部运动捕捉系统的赛博格,自动导航的反控制

科学领域:

• 机器人和生物混合系统
• 搜索和救援技术的技术.
• 嵌入式传感器系统

背景情况:

• 提供了独特的机动和尺寸优势,用于搜救 (SAR) 的混合机器人平台.
• 的自然行为,如走在拐角处,限制了它们在非结构化的环境中的有效性.
• 现有的机器人系统缺乏自主导航和人类检测能力.

研究的目的:

• 开发和实施机载自动避障和人类检测系统,以对机器人进行检测.
• 为了实现自主导航和人类识别,无需外部运动捕捉系统.
• 为了提高机器人在具有挑战性的搜救场景中的实用性.

主要方法:

• 集成了一个低功耗的飞行时间 (ToF) 传感器,用于测量距离和检测障碍物.
• 使用低分辨率的热阵列传感器来检测人类存在.
• 实施了使用惯性测量单元 (IMU) 和ToF数据进行导航的反控制系统.
• 采用随机森林分类器用于嵌入式人类检测.

主要成果:

• 成功地在非结构化的实验室环境中导航,自主避开障碍物和逃离角落.
• 展示了实时的人类存在识别.
• 在25厘米的人体检测中达到高精度 (92.5%),在100厘米时精度降低 (70%).

结论:

• 开发的机载系统有效地使机器人能够克服SAR任务的行为限制.
• 集成的传感器和控制系统提供了强大的障碍回避和人类检测能力.
• 这项研究推进了生物混合机器人在复杂,现实世界的应用中的潜力.