基于自然人机交互服务机器人操作意图识别研究

发布时间：2017-12-08 02:02

  本文关键词：基于自然人机交互服务机器人操作意图识别研究

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【摘要】：近年来,服务机器人的需求量日益增加,主要于交互装配、陪护、教育娱乐、陪伴、助老助残等领域。服务机器人的工作场景比较复杂,存在很多不确定因素,而且在工作的过程中存在很多与人交互的过程,为了确保服务机器人可以在复杂的工作环境中与人类有效地与人进行交互,需要提高服务机器人的自然人机交互水平、使其充分理解用户的操作意图。大多数的服务机器人只能完成指令操作,缺乏识别用户操作意图的能力。本文针对服务机器人对用户的操作意图的理解展开研究,主要研究如下:首先,选取了合适的RGB-D相机用来采集人体骨骼的深度图像,获取人体骨架深度数据。通过深度图和RGB图的坐标变换,实现RGB-D图像的可视化。在人体骨骼数据的基础上计算人体关节旋转角度,并通过分析人体运动映射,提出利用人体骨架关节点的关节角度时间序列建立人体运动特征模型。研究了层次分析法(AHP),分析表达用户意图的主要因素。提出利用AHP对手势G、矢量夹角V和手与待抓取目标的欧氏距离S这三种意图表达因素进行权重匹配,并提出基于层次分析法的意图识别算法。该算法能够准确有效地提前预测用户的操作意图,并且算法简单,计算复杂度低。最后,本文建立了自然人机交互的意图识别系统,并设计实验对所提出的意图识别算法进行验证,针对3个和4个(多个)不同形状的待抓取目标设计两组试验,多次实验并采集数据。实验表明该意图识别算法能有效地提前预测用户的操作意图;多个待抓取目标的抓取实验表明,该算法适应不同用户的操作,算法有效且具有通用性。本文在获取RGB-D图像和对人体进行三维建模的基础上,提出基于层次分析法的意图识别算法,并设计实验验证了该算法能够提前预测用户的操作意图,具有有效性和通用性。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP391.41;TP242

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈亮;;IFR发布最新全球服务机器人统计报告[J];机器人产业;2016年03期

2 于海旭;;服务机器人的发展动态与趋势分析[J];机械设计与制造工程;2016年05期

3 张杰;吴剑章;汤嘉立;范洪辉;;基于时空图像分割和交互区域检测的人体动作识别方法[J];计算机应用研究;2017年01期

4 李务军;吴斌;;基于Kinect深度图像的三维重建[J];微型机与应用;2016年05期

5 樊景超;周国民;;基于Kinect骨骼跟踪技术的手势识别研究[J];安徽农业科学;2014年11期

6 江晓庆;肖德琴;张波;陈剑;;基于Kinect的农作物长势深度图像实时获取算法[J];广东农业科学;2012年23期

7 宋章军;;服务机器人的研究现状与发展趋势[J];集成技术;2012年03期

8 张霞;赵吉宾;刘伟军;;散乱点云的三角网格曲面重建算法[J];机械设计与制造;2011年12期

9 刘峰;崔维成;李向阳;;中国首台深海载人潜水器——蛟龙号[J];中国科学:地球科学;2010年12期

10 周玮;苏剑波;;一种基于用户意图建模的Internet移动机器人控制方法[J];自动化学报;2006年05期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 胡林桥;面向人机协同诊断的数控机床故障知识演化技术研究[D];重庆大学;2015年

2 祝博荟;基于深度与视觉信息融合的行人检测与再识别研究[D];东华大学;2013年

3 童晶;基于深度相机的三维物体与人体扫描重建[D];浙江大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 周文;基于RGB-D相机的三维人体重建方法研究[D];中国科学技术大学;2015年

2 张峰;基于RGB-D图像的手势检测研究[D];青岛大学;2014年

3 刘飞;基于Kinect骨架信息的人体动作识别[D];东华大学;2014年

4 崔颖;基于Kinect的人群识别与跟踪系统[D];复旦大学;2013年

5 宋佃成;异构双腿行走机器人步态对称性与步态模式研究[D];东北大学;2013年

6 薛均强;基于Kinect的个性化人体建模技术研究与实践[D];国防科学技术大学;2013年

7 谷颖;基于体感交互的GIS交互模式与中间件研究[D];南京师范大学;2012年

8 肖雪;基于视频序列的人体骨架提取与三维重建[D];大连理工大学;2009年

9 侯梦华;基于机器视觉的实时目标检测系统研究[D];广东工业大学;2008年

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本文编号：1264603