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机器海豚多模态游动CPG控制
  • ISSN号:0254-4156
  • 期刊名称:《自动化学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP242[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室,北京100190, [2]中国科学院自动化研究所精密感知与控制研究中心,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61375102,61333016); 北京市自然科学基金资助项目(4122084,3141002); 中德合作科研项目(PPP,No.201314)
中文摘要:

具有嵌入式视觉的仿生机器鱼的摄像头往往安装在头部,为了获取稳定的图像数据,研究了游动过程中头部的平稳性控制问题.首先,基于牛顿-欧拉方法对仿生机器鱼的水动力学进行建模.然后,基于动力学模型,比较了两种鱼体波模型下的机器鱼头部摆动情况.进一步地采用遗传算法对输入到运动关节的参数进行优化,实现机器鱼头部的最小摆动.最后,在自主设计的具有嵌入式视觉的仿生机器鱼上进行了实验.结果表明,在平稳性控制后,头部的摆动幅度明显减小,采集到的图像的稳定性与连续性有较大改进,但游动速度有所降低.该方法为基于嵌入式视觉的运动控制与任务执行提供了有效保障.

英文摘要:

The camera is generally installed in the head of a biomimetic robotic fish with embedded vision. The issue of stability control of the head is explored to guarantee the steady acquisition of image data. Specifically, hydrodynamics of the biomimetic robotic fish is modeled based on the Newton-Euler method, which is applied to comparing the head swing status in the cases of different body models. In addition, a genetic algorithm is developed to optimize parameters for multiple moving joints, intended to minimize the swing of the robotic fish's head. Finally, experiments are conducted on a self- designed biomimetic robotic fish equipped with an embedded vision system. The results indicate that the swing of the head is decreased and the imaging stability and continuity are greatly improved by the stability control. However, it is inevitable that the swimming velocity decreases. This method lays the foundation for locomotion control and task execution based on embedded vision.

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期刊信息
  • 《自动化学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院自动化研究所
  • 主编:王飞跃
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:aas@ia.ac.cn
  • 电话:010-64019820
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4156
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2109/TP
  • 邮发代号:2-180
  • 获奖情况:
  • 1997年获全国优秀期刊奖,1985、1990、1996、2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,2002年获国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27550