一种可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统

1.一种可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，所述驱动控制单元包括通讯交互的计算机和嵌入式系统，所述计算机作为系统的中央处理单元，处理控制信号并生成控制指令，所述嵌入式系统接收所述计算机的指令，控制电流驱动板输出电流，以调制分布式局部磁场，实现液滴机器人的可编程运动和变形。

3.如权利要求1所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，所述分布式磁场生成单元包括阵列排列的多个电磁铁，每个电磁铁单独连接到电源，通入大小、方向和频率不同的电流时，能够按需产生特定的时变磁场，磁场的大小和作用范围与施加的电流有关，单个电磁铁产生的磁场表示为：

4.如权利要求1至3任一项所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，所述分布式磁场生成单元的驱动模式包括单线圈驱动模式和双线圈驱动模式；

5.如权利要求1至3任一项所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，所述环境感知单元检测工作空间的静态和动态物体，包括障碍物位置、非结构化场景特征以及铁磁流体液滴机器人的运动参数，进行场景识别、地图构建和多目标跟踪定位，具体包括：获取相机的第一帧图像，采用基于支持向量机的机器视觉算法对障碍物、可行域、铁磁流体液滴机器人进行识别分类，提取工作空间中的潜在路径点、障碍物的边界信息以及液滴机器人的数量和每个机器人对应的坐标；将现实地图映射到仿真环境中，构建地图模型；通过多目标跟踪算法进行机器人跟踪并实时更新其位置坐标，并对电磁铁的位置进行标定，用于激活相应的线圈独立驱动液滴机器人。

6.如权利要求1至3任一项所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，根据环境信息感知，控制铁磁流体液滴机器人在运动过程中通过变形或分裂为体积更小的子液滴来适应非结构化环境；所述运动过程分为三种状态：初始状态，铁磁流体液滴机器人在单线圈驱动下进行可控移动；拉伸状态，铁磁流体液滴机器人在多线圈驱动下变形成长条状移动；分裂状态，铁磁流体液滴机器人分裂成多个子液滴移动。

7.如权利要求6所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，所述环境感知单元在机器人形态切换过程中对其进行形状检测，包括：

8.如权利要求1至3任一项所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，所述闭环控制器采用有限状态机构建可重构液滴机器人在各模态之间的相互转换策略，其中，建立相应的状态表和动作查询表，根据触发事件进行状态的切换；其中，当前方路径不存在阻挡时，控制铁磁流体液滴机器人保持初始状态运动；当前方路径存在受限空间时，控制铁磁流体液滴机器人根据空间特征变形为长条状运动或是分裂为子液滴运动。

9.如权利要求1至3任一项所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，所述运动规划单元使用增量式冲突搜索路径规划，用于在动态变化的工作环境中进行路径规划，具体包括：

10.如权利要求1至3任一项所述的可重构铁磁流体液滴机器人的自主导航控制系统，其特征在于，所述运动规划单元进一步包括：