家庭服務機器人物品搜尋與定位技術研究.pdf

1、家庭環(huán)境下，智能機器人的很多任務都需要對特定物品進行搜尋，是否能夠快速準確的完成搜尋任務是智能機器人后續(xù)任務能否順利完成的前提。物品搜尋任務的核心是物品的識別和定位，在智能空間環(huán)境下，智能機器人能夠利用分布在室內的智能體并結合自身所攜帶的傳感器更好的完成對特定物品的識別和定位工作從而更加快速、準確的實現(xiàn)機器人對特定物品的搜尋功能。機器人搜尋任務可以分為三個子任務：物品識別、物品定位、機器人運動控制，因此本課題主要圍繞這三個問題進行研究，

2、具體研究內容如下： 1．為了研究適于家庭環(huán)境的物品定位、識別方式，分析了目前家庭環(huán)境下物品識別和定位的幾種方法，以及各種方法的特點和存在的問題。介紹無線射頻技術的相關知識。討論了在智能空間環(huán)境中利用無線射頻識別技術進行物品識別和定位的可能性及優(yōu)勢所在。 2．根據(jù)無線射頻識別（RFID）技術的工作特性，比較當今利用無線射頻識別定位技術，提出了家庭環(huán)境下更適于智能機器人進行物品識別定位的基于無線射頻技術的劃分區(qū)域逐步搜索的物

3、品識別定位方式，這種識別定位方式簡化了物品識別工作，使識別工作的環(huán)境適應能力更強，同時使服務機器人更有目的性的執(zhí)行物品搜尋任務。根據(jù)家庭環(huán)境特點，利用StarGazer紅外標簽識別系統(tǒng)在本課題的模擬家庭環(huán)境中構建地圖，在此基礎上我們以廣茂達RS-Ⅱ機器人作為移動平臺建立了服務機器人可以實時獲得自身位置，并能在室內從任意一點移動到另一點的定位導航系統(tǒng)，從而解決了服務機器人在物品搜尋任務中運動控制的問題。 3．為了進一步提高物品定位

4、的精度和物品搜尋任務的效率，采取了概率估計的方式，首先建立超高頻段線極化射頻天線的識別概率模型，然后利用貝葉斯概率估計算法配合天線概率模型以及智能機器人運動軌跡實現(xiàn)對貼有電子標簽的物品的定位。 4．根據(jù)服務機器人物品搜尋系統(tǒng)的需求設計軟件系統(tǒng)的構架，最終利用VC++軟件平臺構建了集機器人控制、傳感器配置、傳感器信息采集、傳感器信息實時顯示，機器人定位導航，物品信息與標簽信息匹配與登記，物品識別與定位等功能的軟件平臺。在此軟件平臺