基于卷积神经网络的护理机器人目标检测方法研究
发布时间：2021-01-09 07:06
随着社会老龄化加剧和人们生活水平提高,护理机器人得到广泛关注。本课题在护理机器人基础之上对其视觉模块进行了研究,为了让护理机器人识别结果更加实时,本文采用了基于卷积神经网络的目标检测算法。该方法伴随人工智能的发展,目前是视觉检测中主要的研究方向。本文针对传统机器视觉目标检测算法的不足,结合区域卷积神经网络目标检测算法特点,提出改进的更快区域卷积神经网络（Faster-RCNN）目标检测算法,降低了其训练和检测时间,并将改进算法应用于护理机器人。由于目标检测算法Faster-RCNN大部分时间用于特征提取,本文首先要找到一个结构简单,检测时间少,但识别准确率满足要求的特征提取算法。首先对比特征提取算法,实验结果发现可移动网络（MobileNet）算法性能较为理想,在以76.8%准确率的前提下将分类时间减少到119ms。然后分别将特征提取算法应用于Faster-RCNN目标检测算法,并在训练过程中加入手动标记数据集,加强算法鲁棒性,增加机器人应用场景。通过实验结果分析发现MobileNet和Faster-RCNN组合达到了最优效果,训练和检测时间要优于其他两个对比算法。在检测准确率为85....
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ASIMO机器人
沈阳工业大学硕士学位论文21.2国内外研究现状1.2.1护理机器人国内外研究现状护理机器人智能化后得到了广大用户的认可，并被应用于诸多领域。一些护理机器人能感知物理相关信息，如温度、图像、声音等信号，信号处理后传入到控制装置，控制装置发出指令后，执行装置做出反应[7]。日本是机器人强国之一。1997年，日本本田公司对ASIMO双足机器人进行研究，包括行走和弯腰等复杂动作。经过二十年研究，本田公司将深度学习应用到服务机器人，ASIMO机器人已经得到了巨大的提升，不但能够实现肢体功能，还能识别周围场景中的物体，为人类端茶送水，甚至完成握手等智能交互功能，如下图1.1是ASIMO机器人。另外，2019年日本本田汽车制造公司联合东京首选网络公司共同研究出HSR服务机器人，如图1.2。单臂机器人安装在轮式底座上，顶部装有传感器，将用于东京夏季奥运会，完成一些简单任务，比如为观众拿饮料和食品。美国是另一个机器人成就具有代表性的国家。比较著名的就是最近被多个国家关注的机器人索菲亚,如图1.3。该机器人是多学科的交叉，包括机器人技术和人工智能知识，此外还含有艺术的创造。该机器人拥有杰出的表现力，甚至还具有和人类互动的能力，可以对人类面部表情的变化进行模仿，还可以追踪并识别样貌，甚至可以与人类自然交谈。索菲亚智能化程度很高，能记住很多东西，比如人的互动和面部表情。可见，人工智能在机器人发展上取得了长足进步。图1.1ASIMO机器人图1.2HSR护理机器人图1.3索菲亚机器人Fig.1.1ASIMOrobotFig.1.2HSRservicerobotFig.1.3Sophiarobot随着护理机器人市场在中国的比重逐年增加，国内机器人公司对人工智能技术和服务机器人技术研究不断增多，也取得了一定成果。目前，我国自主研发的护理机
沈阳工业大学硕士学位论文21.2国内外研究现状1.2.1护理机器人国内外研究现状护理机器人智能化后得到了广大用户的认可，并被应用于诸多领域。一些护理机器人能感知物理相关信息，如温度、图像、声音等信号，信号处理后传入到控制装置，控制装置发出指令后，执行装置做出反应[7]。日本是机器人强国之一。1997年，日本本田公司对ASIMO双足机器人进行研究，包括行走和弯腰等复杂动作。经过二十年研究，本田公司将深度学习应用到服务机器人，ASIMO机器人已经得到了巨大的提升，不但能够实现肢体功能，还能识别周围场景中的物体，为人类端茶送水，甚至完成握手等智能交互功能，如下图1.1是ASIMO机器人。另外，2019年日本本田汽车制造公司联合东京首选网络公司共同研究出HSR服务机器人，如图1.2。单臂机器人安装在轮式底座上，顶部装有传感器，将用于东京夏季奥运会，完成一些简单任务，比如为观众拿饮料和食品。美国是另一个机器人成就具有代表性的国家。比较著名的就是最近被多个国家关注的机器人索菲亚,如图1.3。该机器人是多学科的交叉，包括机器人技术和人工智能知识，此外还含有艺术的创造。该机器人拥有杰出的表现力，甚至还具有和人类互动的能力，可以对人类面部表情的变化进行模仿，还可以追踪并识别样貌，甚至可以与人类自然交谈。索菲亚智能化程度很高，能记住很多东西，比如人的互动和面部表情。可见，人工智能在机器人发展上取得了长足进步。图1.1ASIMO机器人图1.2HSR护理机器人图1.3索菲亚机器人Fig.1.1ASIMOrobotFig.1.2HSRservicerobotFig.1.3Sophiarobot随着护理机器人市场在中国的比重逐年增加，国内机器人公司对人工智能技术和服务机器人技术研究不断增多，也取得了一定成果。目前，我国自主研发的护理机
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能车中基于单目视觉的前车检测和跟踪[J]. 皮燕妮,史忠科,黄金. 计算机应用. 2005(01)
博士论文
[1]大规模复杂场景下室内服务机器人导航的研究[D]. 陈赢峰.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]基于深度学习的对地目标检测技术研究[D]. 李小宁.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2019
[2]基于可见光和红外热像仪的双目视觉目标检测与定位[D]. 马永军.大连海事大学 2018
[3]三维场景实时重建技术在遥操作机器人上的实现[D]. 梁峰.西南科技大学 2015
本文编号：2966192
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ASIMO机器人
沈阳工业大学硕士学位论文21.2国内外研究现状1.2.1护理机器人国内外研究现状护理机器人智能化后得到了广大用户的认可，并被应用于诸多领域。一些护理机器人能感知物理相关信息，如温度、图像、声音等信号，信号处理后传入到控制装置，控制装置发出指令后，执行装置做出反应[7]。日本是机器人强国之一。1997年，日本本田公司对ASIMO双足机器人进行研究，包括行走和弯腰等复杂动作。经过二十年研究，本田公司将深度学习应用到服务机器人，ASIMO机器人已经得到了巨大的提升，不但能够实现肢体功能，还能识别周围场景中的物体，为人类端茶送水，甚至完成握手等智能交互功能，如下图1.1是ASIMO机器人。另外，2019年日本本田汽车制造公司联合东京首选网络公司共同研究出HSR服务机器人，如图1.2。单臂机器人安装在轮式底座上，顶部装有传感器，将用于东京夏季奥运会，完成一些简单任务，比如为观众拿饮料和食品。美国是另一个机器人成就具有代表性的国家。比较著名的就是最近被多个国家关注的机器人索菲亚,如图1.3。该机器人是多学科的交叉，包括机器人技术和人工智能知识，此外还含有艺术的创造。该机器人拥有杰出的表现力，甚至还具有和人类互动的能力，可以对人类面部表情的变化进行模仿，还可以追踪并识别样貌，甚至可以与人类自然交谈。索菲亚智能化程度很高，能记住很多东西，比如人的互动和面部表情。可见，人工智能在机器人发展上取得了长足进步。图1.1ASIMO机器人图1.2HSR护理机器人图1.3索菲亚机器人Fig.1.1ASIMOrobotFig.1.2HSRservicerobotFig.1.3Sophiarobot随着护理机器人市场在中国的比重逐年增加，国内机器人公司对人工智能技术和服务机器人技术研究不断增多，也取得了一定成果。目前，我国自主研发的护理机
沈阳工业大学硕士学位论文21.2国内外研究现状1.2.1护理机器人国内外研究现状护理机器人智能化后得到了广大用户的认可，并被应用于诸多领域。一些护理机器人能感知物理相关信息，如温度、图像、声音等信号，信号处理后传入到控制装置，控制装置发出指令后，执行装置做出反应[7]。日本是机器人强国之一。1997年，日本本田公司对ASIMO双足机器人进行研究，包括行走和弯腰等复杂动作。经过二十年研究，本田公司将深度学习应用到服务机器人，ASIMO机器人已经得到了巨大的提升，不但能够实现肢体功能，还能识别周围场景中的物体，为人类端茶送水，甚至完成握手等智能交互功能，如下图1.1是ASIMO机器人。另外，2019年日本本田汽车制造公司联合东京首选网络公司共同研究出HSR服务机器人，如图1.2。单臂机器人安装在轮式底座上，顶部装有传感器，将用于东京夏季奥运会，完成一些简单任务，比如为观众拿饮料和食品。美国是另一个机器人成就具有代表性的国家。比较著名的就是最近被多个国家关注的机器人索菲亚,如图1.3。该机器人是多学科的交叉，包括机器人技术和人工智能知识，此外还含有艺术的创造。该机器人拥有杰出的表现力，甚至还具有和人类互动的能力，可以对人类面部表情的变化进行模仿，还可以追踪并识别样貌，甚至可以与人类自然交谈。索菲亚智能化程度很高，能记住很多东西，比如人的互动和面部表情。可见，人工智能在机器人发展上取得了长足进步。图1.1ASIMO机器人图1.2HSR护理机器人图1.3索菲亚机器人Fig.1.1ASIMOrobotFig.1.2HSRservicerobotFig.1.3Sophiarobot随着护理机器人市场在中国的比重逐年增加，国内机器人公司对人工智能技术和服务机器人技术研究不断增多，也取得了一定成果。目前，我国自主研发的护理机
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能车中基于单目视觉的前车检测和跟踪[J]. 皮燕妮,史忠科,黄金. 计算机应用. 2005(01)
博士论文
[1]大规模复杂场景下室内服务机器人导航的研究[D]. 陈赢峰.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]基于深度学习的对地目标检测技术研究[D]. 李小宁.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2019
[2]基于可见光和红外热像仪的双目视觉目标检测与定位[D]. 马永军.大连海事大学 2018
[3]三维场景实时重建技术在遥操作机器人上的实现[D]. 梁峰.西南科技大学 2015
本文编号：2966192
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