基于機(jī)器人雙目視覺的行為優(yōu)化研究.pdf

1、德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化控制工程研究所的“城市探險(xiǎn)者”項(xiàng)目是為了研制一個(gè)能自主穿行在城市環(huán)境中的機(jī)器人。機(jī)器人在行進(jìn)過程中通過與行人進(jìn)行交流來獲取前方道路信息。機(jī)器人對(duì)周圍環(huán)境的感知，包括目標(biāo)檢測(cè)，目標(biāo)跟蹤等都是通過視覺傳感器，即安裝在機(jī)器人頭部的相機(jī)來完成的。 為了能夠與行人進(jìn)行交流，首先要從周圍環(huán)境中檢測(cè)出行人，這一部分我們稱為目標(biāo)檢測(cè)。在檢測(cè)到目標(biāo)后我們需要從目標(biāo)中選取一個(gè)作為交流的對(duì)象，也就是文章的第二部分。在交談對(duì)象選

2、取之后，機(jī)器人要對(duì)選定的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，在這一部分里我們重點(diǎn)研究了跟蹤過程中機(jī)器人的行為優(yōu)化問題。 在目標(biāo)檢測(cè)的過程中我們主要應(yīng)用了人臉檢測(cè)技術(shù)?；谄つw顏色的人臉檢測(cè)由于其快速，不受人臉形變及表情影響等諸多優(yōu)點(diǎn)受到越來越多研究者的青睞。在本文中我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)基于皮膚顏色的皮膚檢測(cè)器。并通過運(yùn)動(dòng)信息和物體3D信息進(jìn)行進(jìn)一步限定，從而得到了精確的目標(biāo)信息。 在目標(biāo)檢測(cè)之后，我們要根據(jù)一定的要求從眾多檢測(cè)目標(biāo)中選定一個(gè)作為機(jī)器

3、人的跟蹤目標(biāo)。在選取的過程中，我們定義了一個(gè)成本函數(shù)。此成本函數(shù)考慮了機(jī)器人和目標(biāo)之間的距離以及目標(biāo)與機(jī)器人正前方的相對(duì)位置。擁有最小成本函數(shù)的目標(biāo)將被選取出來。 在對(duì)選定目標(biāo)的跟蹤過程中我們主要研究了機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的行為優(yōu)化問題。優(yōu)化中一方面我們要考慮機(jī)器人自身的不舒服度，即機(jī)械上的不舒服度，另一方面我們要使機(jī)器人的行為更貼近人的行為。在文中，我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種針對(duì)處理運(yùn)動(dòng)冗余的優(yōu)化策略。并對(duì)其進(jìn)行了仿真和比較。 本文的