基于仿生感知系統(tǒng)的安防機(jī)器人開發(fā)與研究.pdf

1、仿生安防機(jī)器人具有類人的環(huán)境感知能力，在防災(zāi)救災(zāi)工作中發(fā)揮著越來越重要的作用，研究具有仿生感知功能的智能安防機(jī)器人具有重大意義。本文借鑒腦與認(rèn)知科學(xué)中關(guān)于交叉模式的認(rèn)知和注意機(jī)制，在自主研發(fā)的移動機(jī)器人平臺上，開發(fā)一種能夠模仿人的視覺和聽覺聯(lián)合作用，對環(huán)境的安全性具備一定的仿生感知能力的安防機(jī)器人。通過機(jī)器人的聽覺感知系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)聲源的粗定位，視覺感知系統(tǒng)對目標(biāo)確認(rèn)及精確定位，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于多信息融合的目標(biāo)快速檢測系統(tǒng)，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)

2、對環(huán)境較好的感知能力。
　　(1)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的聲源朝向注意，對廣義互相關(guān)時延估計和基于最大功率的可控波束形成的定位算法分別進(jìn)行改進(jìn)。通過采用有效語音檢測、限定搜索范圍排除法、分段計算互相關(guān)均值法以及將模型中麥克風(fēng)輪流作為參考麥克風(fēng)四種手段來提高廣義互相關(guān)時延估計定位算法的精度。針對基于可控波束形成定位算法運(yùn)算量較大的問題，本文用融合的群智能算法來尋找最優(yōu)解代替?zhèn)鹘y(tǒng)算法的搜索過程，提出一種基于粒子群(PSO)和遺傳算法(GA)的可控

3、波束形成定位算法，聲源定位速度大大提高。
　　(2)在實(shí)現(xiàn)聲音朝向注意的基礎(chǔ)上，利用視覺感知實(shí)現(xiàn)對可疑日標(biāo)區(qū)域的檢測及對目標(biāo)的進(jìn)一步認(rèn)知。根據(jù)人類的視覺感知機(jī)制，設(shè)計了適用于機(jī)器人的仿生視覺感知系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用顏色感知實(shí)現(xiàn)圖像分割，通過形態(tài)感知實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測和識別。本文通過顏色特征敏感性分析給出了能夠表示火焰的顏色模型，結(jié)合形態(tài)學(xué)中膨脹特征和閃爍特性提出了一種多種特征融合的動態(tài)火焰探測方法，仿真實(shí)驗(yàn)表明本文提出的改進(jìn)檢測算法具有較好