基于生物啟發(fā)的視覺(jué)感知及控制研究.pdf

1、論文基于國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）“生物啟發(fā)的無(wú)線復(fù)眼導(dǎo)航技術(shù)研究”項(xiàng)目。論文主要針對(duì)無(wú)線復(fù)眼網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)，進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性理論研究工作，包括動(dòng)眼感知機(jī)理研究和未知視覺(jué)模型的視覺(jué)伺服控制兩個(gè)方面。 在生物啟發(fā)的視覺(jué)感知方面，從提高單眼的視覺(jué)感知能力的角度，探討了固眼微顫?rùn)C(jī)制對(duì)于視覺(jué)敏度的作用以及在視覺(jué)系統(tǒng)中的應(yīng)用?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)人在注視靜態(tài)背景或者物體的時(shí)候，眼球仍然是維持著不自主地微弱振顫。通過(guò)分析人眼中的視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)

2、，論文提出了一種隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)描述視覺(jué)神經(jīng)編碼過(guò)程。通過(guò)分析該模型在光信號(hào)刺激下的神經(jīng)編碼統(tǒng)計(jì)特征，比較了存在固眼微顫與不存在固眼微顫的兩種情況，獲得了固眼微顫對(duì)于這些量化信息編碼的影響，從而定量地驗(yàn)明了視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)如何由固眼微顫提高感知精度的統(tǒng)計(jì)機(jī)制。同時(shí)，由于固眼微顫的隨機(jī)特點(diǎn)，最優(yōu)的固眼微顫模式可以由信息的期望和方差決定的二元目標(biāo)優(yōu)化獲得。最后，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)支持和說(shuō)明理論得到的結(jié)論。 在生物啟發(fā)的學(xué)習(xí)控制方面，

3、從無(wú)線視覺(jué)節(jié)點(diǎn)的無(wú)模型視覺(jué)伺服控制的應(yīng)用角度，分析了人體視覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)如何通過(guò)學(xué)習(xí)以獲得良好的模型適應(yīng)性。借鑒在不同視覺(jué)模型和勢(shì)場(chǎng)情況下的人手臂平面運(yùn)動(dòng)的生理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，力圖將人體神經(jīng)系統(tǒng)的控制機(jī)理應(yīng)用到機(jī)器人視覺(jué)伺服控制中。根據(jù)視覺(jué)平面與運(yùn)動(dòng)平面之間的平面單映關(guān)系的分析，首先采用人腦中通過(guò)Random Walk搜索方式使得學(xué)習(xí)系統(tǒng)粗糙探索控制方向，算法中引入Nussbaum學(xué)習(xí)項(xiàng)和Unmixing Set用來(lái)探索和學(xué)習(xí)在任意視角情況下