面向反恐領域基于多源信息融合的機器人感知系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著智能控制技術、計算機和網(wǎng)絡技術以及仿生學、人工智能等學科的飛速發(fā)展，智能移動機器人技術的研究越來越受到國內(nèi)外學者的重視，機器人在國防安全系統(tǒng)、惡劣環(huán)境下作業(yè)以及服務行業(yè)中均有廣泛的應用前景。現(xiàn)階段,機器人的研究應用領域不斷拓寬，其中執(zhí)行特殊任務的仿人形機器人的研究和應用尤其受到普遍關注，并成為智能機器人領域中最活躍的研究熱點之一。其頭部感官包含了多種傳感器，機器人對環(huán)境的感知就是依靠多感官信息來進行決策和判斷。在國家863計劃“危險

2、化學反應器泄漏檢測與修補移動機械手系統(tǒng)”和“211”工程重點項目的支持下，本文以三自由度機器人頭部感知系統(tǒng)為研究對象，設計了機器人感知的三個子系統(tǒng)：視覺子系統(tǒng)、聽覺子系統(tǒng)、嗅覺子系統(tǒng)，建立了一個通過聽覺傳感器確定目標的初方位，通過CCD 攝像機對目標進行跟蹤及精細定位，估計出的精確位置參數(shù)，通過嗅覺傳感器來檢測周圍是否存在危險氣體的機器人頭部三自由度感知系統(tǒng)。本文的創(chuàng)新性工作有： 1、提出了應用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡融合異質(zhì)傳感器的融合方

3、法。異質(zhì)傳感器采集的是不同性質(zhì)、不同時域空間的信號，融合這些信息用常規(guī)的方法有一定的難度。應用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡融合多個傳感器的低中高層次冗余互補信息，從而使機器人在未知環(huán)境下做出正確的判斷和決策。 2、建立頭部感知系統(tǒng)，提出了主動嗅覺的電子鼻結構，在氣流通道采用后端主動導流，使氣流連續(xù)通過鼻腔，形成連續(xù)不斷的檢測。 3、提出一種聲源定位的新方法。三個聽覺傳感器呈現(xiàn)等腰三角形分布，計算其信息采集過程中的時間延遲和幾何關系判斷聲

4、源的方位和距離，實驗證明定位的距離、角度精度均達到預期的效果。 4、建立了人臉的橢圓形模型。對于動態(tài)圖像（即視頻序列）中的每幅圖像進行逐個檢測，從各個相鄰圖像的檢測結果中尋找細微差別，并對其進行分析，進而獲得目標的空間位置變化，實現(xiàn)跟蹤。不變矩的使用，對于快速判斷人臉橢圓模型以及質(zhì)心的獲得起到了關鍵性的作用，使實時跟蹤達到了滿意的效果。 5、建立了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的異質(zhì)傳感器融合模型與算法。設計了各層的輸入和輸出，利用B