基于機(jī)器視覺及機(jī)器學(xué)習(xí)的室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航研究.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，智能移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，在家庭服務(wù)、醫(yī)療服務(wù)、商場、工業(yè)、農(nóng)業(yè)及軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，人們對智能移動(dòng)機(jī)器人的需求也與日俱增。自主導(dǎo)航作為智能移動(dòng)機(jī)器人研究中的基本問題，是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主化及智能化的關(guān)鍵技術(shù)。作為一項(xiàng)基本的研究內(nèi)容，在無約束的真實(shí)室內(nèi)環(huán)境下，機(jī)器人自主導(dǎo)航仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，這也使得其成為許多科技巨頭公司必爭的技術(shù)焦點(diǎn)。
　　對于機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航問題，人們提出了諸

2、如航位推測法、SLAM、視覺導(dǎo)航、WIFI及RFID定位等方法，而視覺導(dǎo)航的研究在這些方法中占有很大比重，因?yàn)闄C(jī)器視覺相比于其他類型的傳感器來說，測量的范圍更廣，同時(shí)能夠便捷、有效地獲取豐富的環(huán)境信息。當(dāng)前，機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域取得了許多重要的研究成果，因此，本文提出將機(jī)器視覺及機(jī)器學(xué)習(xí)相融合，使機(jī)器人模仿學(xué)習(xí)專家的行為實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，并通過實(shí)際的室內(nèi)環(huán)境實(shí)驗(yàn)對本文提出的方法進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。論文的主要工作如下：
　　1、機(jī)器人視覺特征信息

3、提取。選取Radon特征、Laws’模板特征及Harris角點(diǎn)特征作為機(jī)器人的視覺特征，同時(shí)，結(jié)合具體的機(jī)器人實(shí)時(shí)圖像，對每一種特征的標(biāo)準(zhǔn)提取方法作了改進(jìn)，為后續(xù)的機(jī)器學(xué)習(xí)提供統(tǒng)一的特征向量格式。
　　2、機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航機(jī)器學(xué)習(xí)算法研究。機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航的模仿學(xué)習(xí)算法采用DAGGER算法，首先，對DAGGER算法的核心部分分類器，包括支持向量機(jī)、最小誤差平方和分類器和PCA降維進(jìn)行了介紹；其次，在matlab環(huán)境下對這些算法進(jìn)行了仿

4、真分析，為后續(xù)它們在機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航中的應(yīng)用提供了理論上的指導(dǎo)；最后，給出了DAGGER算法的詳細(xì)步驟。
　　3、機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。對于機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航軟件的設(shè)計(jì)，主要是機(jī)器人對專家操作其導(dǎo)航過程的模仿學(xué)習(xí)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，包括機(jī)器人運(yùn)行視頻錄制、專家動(dòng)作記錄、視頻分離、視覺特征信息提取和機(jī)器學(xué)習(xí)等。同時(shí)，對模仿學(xué)習(xí)應(yīng)用于實(shí)際機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航中存在的問題進(jìn)行了闡述，并給出了相應(yīng)的解決方法。
　　4、機(jī)器人室內(nèi)導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)研