亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

An improved path planning algorithm based on artificial potential field and primal-dual neural network for surgical robot

运动规划 计算机科学 避障 分段 机器人 路径(计算) 人工神经网络 机器人末端执行器 职位(财务) 控制理论(社会学) 算法 模拟 人工智能 数学 移动机器人 控制(管理) 数学分析 经济 财务 程序设计语言
作者
Linjia Hao,Dongdong Liu,Shuxian Du,Yu Wang,Bo Wu,Qian Wang,Nan Zhang
出处
期刊:Computer Methods and Programs in Biomedicine [Elsevier]
卷期号:227: 107202-107202
标识
DOI:10.1016/j.cmpb.2022.107202
摘要

Safety and accuracy are essential for path planning in a surgical navigation system. In this paper, an improved path planning algorithm is proposed to increase the autonomous level of spine surgery robots for higher safety and accuracy. Firstly, the dynamic gravitational constant and piecewise repulsion function are adopted to improve the traditional Artificial Potential Field algorithm to solve the common issues of path planning, including local minimum, unable to reach the target near obstacles. To better control the pose of the end-effector in an operation space, the positions of the two endpoints of the end-effector are further constrained. Secondly, an improved Primal-Dual Neural Network with multiple constraints is proposed to minimize the joint angular velocity norm. The multiple constraints are formulated according to the planned path, the obstacle avoidance of the robot and the joint limits. Moreover, a real-time planned velocity scheme is applied to prevent the accumulation of position errors. The simulation results of the pedicle screw implantation demonstrate that the robot can find the collision-free trajectory and arrive at the target position in various complicated situations. More specifically, the error between two endpoints of the end-effector and the target pose is below 0.1 mm in reaching the surgical tool pose, while the maximum position error is around 0.05 mm when performing the planned path. Moreover, two experiments are conducted in the real-world to verify the proposed algorithm is effective in practice.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ccl完成签到,获得积分10
6秒前
尼大王完成签到,获得积分10
15秒前
王定春完成签到,获得积分10
18秒前
22秒前
cmc发布了新的文献求助10
27秒前
30秒前
36秒前
大仙发布了新的文献求助10
39秒前
传奇3应助cmc采纳,获得10
41秒前
50秒前
51秒前
snail01完成签到,获得积分10
53秒前
Aucrs发布了新的文献求助10
56秒前
Jiang发布了新的文献求助10
56秒前
高贵的往事完成签到,获得积分10
59秒前
59秒前
1分钟前
1分钟前
夕瑶摇啊发布了新的文献求助10
1分钟前
汉堡包应助四壁雪采纳,获得10
1分钟前
ding应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
WerWu完成签到,获得积分0
1分钟前
崔龙锋完成签到 ,获得积分20
1分钟前
1分钟前
四壁雪发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
CRUSADER完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
薛冰雪发布了新的文献求助10
1分钟前
weiwei发布了新的文献求助10
1分钟前
天天快乐应助xiongdi521采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
syalonyui完成签到,获得积分10
1分钟前
xiongdi521发布了新的文献求助10
1分钟前
麻麻薯完成签到 ,获得积分10
2分钟前
sjyu1985完成签到 ,获得积分10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
su完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 851
The International Law of the Sea (fourth edition) 800
Introduction to Early Childhood Education 500
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5418230
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4533932
关于积分的说明 14142885
捐赠科研通 4450209
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2441129
邀请新用户注册赠送积分活动 1432858
关于科研通互助平台的介绍 1410079