移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)環(huán)境自主探索與認(rèn)知.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人作為機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，其綜合了人工智能、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)字圖像處理等學(xué)科。在很多情況下，由于缺少相關(guān)的先驗(yàn)地圖信息的支持，移動(dòng)機(jī)器人必須要具備在未知工作環(huán)境中進(jìn)行自主環(huán)境探索的能力。在移動(dòng)機(jī)器人完成自主環(huán)境探索的基礎(chǔ)上，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自主環(huán)境認(rèn)知已經(jīng)成為當(dāng)前該領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文研究了移動(dòng)機(jī)器人自主室內(nèi)環(huán)境探索與環(huán)境認(rèn)知問(wèn)題。
　　 本文針對(duì)未知環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人探索的需求給出了基于環(huán)境通路點(diǎn)的

2、環(huán)境表述，同時(shí)基于激光測(cè)距儀對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)感知信息提出了基于環(huán)境探索導(dǎo)向點(diǎn)的環(huán)境探索策略，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)提取環(huán)境中的候選探索導(dǎo)向點(diǎn)來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人主動(dòng)向未知區(qū)域探索。為了提高移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境探索的效率，在綜合考慮了前方最優(yōu)、距離最優(yōu)以及信息增益最優(yōu)的基礎(chǔ)上引入了效用函數(shù)用來(lái)評(píng)估各個(gè)環(huán)境探索導(dǎo)向點(diǎn)以使機(jī)器人選擇最優(yōu)的探索導(dǎo)向點(diǎn)作為下一步的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)。
　　 源于對(duì)室內(nèi)壞境的區(qū)域劃分與整體認(rèn)知，本文提出了基于環(huán)境通路點(diǎn)的環(huán)境分割方法

3、。在機(jī)器人環(huán)境探索的過(guò)程中，將環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的分割且提取用于環(huán)境分割的通路點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)建環(huán)境通路點(diǎn)間的拓?fù)溥B接關(guān)系來(lái)表示全局環(huán)境的聯(lián)通屬性，即構(gòu)建通路點(diǎn)拓?fù)鋱D。隨著探索的進(jìn)行，需對(duì)拓?fù)鋱D中的通路點(diǎn)進(jìn)行添加、綁定與刪除等動(dòng)態(tài)維護(hù)操作。
　　 以構(gòu)建的通路點(diǎn)拓?fù)鋱D為基礎(chǔ)，本文將獲取的特征信息以具有某種特征不變性的方式進(jìn)行分析與組織，在充分借鑒認(rèn)知學(xué)與指紋識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的提出了以環(huán)境通路點(diǎn)為中心的環(huán)境指紋模型，通過(guò)基于環(huán)境指紋的