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Visual-based obstacle avoidance method using advanced CNN for mobile robots

delete2025-05-01
delete0
PRE
AI
O
Oğuz Mısır *
M
Muhammed ÇELİK
DOI:10.1016/j.iot.2025.101538delete
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摘要

摘要

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人工智能是加速物理系统发展的关键因素之一。特别是自主机器人,在感知和解释环境方面严重依赖深度学习技术。在此背景下,本文提出了一种基于扩展MobileNetV2的移动机器人避障方法。该方法使用的深度网络架构参数数量少,适用于部署在不需要高计算能力的移动设备上。为实现该方法,设计了一款两轮非完整约束移动机器人。该移动机器人配备了Jetson Nano开发板以利用深度网络架构。此外,通过使用摄像头和超声波传感器数据,使移动机器人能够检测障碍物。为测试所提出方法的表现,设计了三个不同的充满障碍物的环境以模拟真实世界条件。通过将环境采集的图像与传感器数据相结合,创建了一个独特的数据集。该数据集通过在摄像头图像中添加红、蓝、绿三色的明暗色调生成,并将颜色强度与超声波传感器测量的障碍物距离相关联。为避障任务开发的扩展MobileNetV2架构在此数据集上进行训练,并与现有先进低参数卷积神经网络(CNN)模型进行比较。基于结果,所提出的深度学习架构优于其他模型,准确率达到92.78%。此外,该移动机器人在实际应用中成功完成了避障任务。
Keyword:
Cyber-physical systems
Mobile robots
Deep learning

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