家庭服務(wù)機(jī)器人物品搜尋與定位技術(shù)研究.pdf

1、家庭環(huán)境下，智能機(jī)器人的很多任務(wù)都需要對(duì)特定物品進(jìn)行搜尋，是否能夠快速準(zhǔn)確的完成搜尋任務(wù)是智能機(jī)器人后續(xù)任務(wù)能否順利完成的前提。物品搜尋任務(wù)的核心是物品的識(shí)別和定位，在智能空間環(huán)境下，智能機(jī)器人能夠利用分布在室內(nèi)的智能體并結(jié)合自身所攜帶的傳感器更好的完成對(duì)特定物品的識(shí)別和定位工作從而更加快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)特定物品的搜尋功能。機(jī)器人搜尋任務(wù)可以分為三個(gè)子任務(wù)：物品識(shí)別、物品定位、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制，因此本課題主要圍繞這三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究，

2、具體研究?jī)?nèi)容如下： 1．為了研究適于家庭環(huán)境的物品定位、識(shí)別方式，分析了目前家庭環(huán)境下物品識(shí)別和定位的幾種方法，以及各種方法的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題。介紹無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。討論了在智能空間環(huán)境中利用無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行物品識(shí)別和定位的可能性及優(yōu)勢(shì)所在。 2．根據(jù)無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的工作特性，比較當(dāng)今利用無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別定位技術(shù)，提出了家庭環(huán)境下更適于智能機(jī)器人進(jìn)行物品識(shí)別定位的基于無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)的劃分區(qū)域逐步搜索的物

3、品識(shí)別定位方式，這種識(shí)別定位方式簡(jiǎn)化了物品識(shí)別工作，使識(shí)別工作的環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)，同時(shí)使服務(wù)機(jī)器人更有目的性的執(zhí)行物品搜尋任務(wù)。根據(jù)家庭環(huán)境特點(diǎn)，利用StarGazer紅外標(biāo)簽識(shí)別系統(tǒng)在本課題的模擬家庭環(huán)境中構(gòu)建地圖，在此基礎(chǔ)上我們以廣茂達(dá)RS-Ⅱ機(jī)器人作為移動(dòng)平臺(tái)建立了服務(wù)機(jī)器人可以實(shí)時(shí)獲得自身位置，并能在室內(nèi)從任意一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，從而解決了服務(wù)機(jī)器人在物品搜尋任務(wù)中運(yùn)動(dòng)控制的問(wèn)題。 3．為了進(jìn)一步提高物品定位

4、的精度和物品搜尋任務(wù)的效率，采取了概率估計(jì)的方式，首先建立超高頻段線(xiàn)極化射頻天線(xiàn)的識(shí)別概率模型，然后利用貝葉斯概率估計(jì)算法配合天線(xiàn)概率模型以及智能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)對(duì)貼有電子標(biāo)簽的物品的定位。 4．根據(jù)服務(wù)機(jī)器人物品搜尋系統(tǒng)的需求設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的構(gòu)架，最終利用VC++軟件平臺(tái)構(gòu)建了集機(jī)器人控制、傳感器配置、傳感器信息采集、傳感器信息實(shí)時(shí)顯示，機(jī)器人定位導(dǎo)航，物品信息與標(biāo)簽信息匹配與登記，物品識(shí)別與定位等功能的軟件平臺(tái)。在此軟件平臺(tái)