基于用戶意圖識(shí)別的遙操作網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人.pdf

1、近年來,隨著Internet和機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展,Internet網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人已經(jīng)成為具有廣泛學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值的研究熱點(diǎn)。然而,由于作為信息傳遞載體的Internet網(wǎng)絡(luò)具有不確定時(shí)延和傳輸數(shù)據(jù)亂序、丟包等特性,Internet網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性受到很大影響,系統(tǒng)的控制性能和交互特性也因此受到了制約。本文在以往的網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人系統(tǒng)成果的基礎(chǔ)上,研究了遙操作網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中用戶意圖的建模和識(shí)別,提出了基于用戶意圖識(shí)別的

2、遙操作控制方法,達(dá)到了增強(qiáng)機(jī)器人的自主智能、克服網(wǎng)絡(luò)不確定性對(duì)系統(tǒng)性能的損害的目的。本文的研究工作包括以下幾個(gè)方面：(1)基于Web的遙操作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)了基于Web的遙操作實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以滿足用戶對(duì)遙操作系統(tǒng)易用性、多媒體特性、平臺(tái)獨(dú)立性等特性的需求。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有以下功能：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)機(jī)器人遙操作的各種典型任務(wù)和行為、測(cè)試算法、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),并且具有面向Internet用戶的通訊能力。(2)用戶意圖的兩層模型提出了一種兩層結(jié)構(gòu)的用戶意

3、圖分層模型。模型包括兩個(gè)層次：行為層意圖和任務(wù)層意圖,分別對(duì)應(yīng)于用戶對(duì)機(jī)器人直接、明確的行為的期望和對(duì)機(jī)器人抽象、復(fù)雜的任務(wù)的期望。用該模型來描述用戶意圖,為后面的識(shí)別工作奠定了基礎(chǔ)。(3)行為層用戶意圖的建模與識(shí)別根據(jù)用戶意圖的分層模型,對(duì)行為層用戶意圖進(jìn)行分析和建模,利用軌跡分布模式和貝葉斯濾波兩種方法對(duì)遙操作過程中的行為層意圖進(jìn)行識(shí)別,識(shí)別的內(nèi)容成為機(jī)器人決策的重要信息,據(jù)此,機(jī)器人能自主執(zhí)行用戶的行為層意圖,補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)通信中的不確

4、定時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人系統(tǒng)的不良影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這種方法的有效性。(4)任務(wù)層用戶意圖的建模與識(shí)別在前面工作的基礎(chǔ)上討論了任務(wù)層用戶意圖的建模、識(shí)別和在網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)機(jī)器人遙操作中的應(yīng)用；對(duì)于限定在建筑物內(nèi)部工作的遙操作網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人,提出了使用有向連通圖進(jìn)行任務(wù)意圖建模的方法和基于行為層+任務(wù)層意圖識(shí)別的控制方法；通過將復(fù)雜軌跡分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單軌跡的復(fù)合,在機(jī)器人工作過程中依序辨識(shí)機(jī)器人的移動(dòng)軌跡,最終找到代表用戶的真實(shí)期望；通過在Player