摘要
本文以超市机器人的作业环境为背景,对知识表示!基于特征库的超市环境区域
建模!商品建模!货架建模等问题进行了深入研究通过建立并使用超市样本库,使
机器人在超市环境中能够快速准确地建立起环境模型并利用LVQ神经网络对环境样
本进行学习,使机器人能够较准确地分辩出环境中障碍物的类型,为在未知环境行走
时的路径规划与障碍回避提供基础
论文首先对人工智能的发展方向!机器人的发展方向!机器人学所涉及的知识与
领域!机器人环境建模的相关内容作了综述性介绍,分析了多种建模方法在不同应用
背景下的优缺点通过分析商品在超市环境模型中的固有属性及其与超市中其他对象
的关系,对商品进行了语义与几何形态建模对于商品建模问题从商品的定义!商品
几何形态!商品的位姿等方面进行了研究,使用商品的隶属树对其进行分类及编码
通过分析超市整体环境的特性与单元对象的形态,给出了基于样本特征库的建模方
法建模过程中采用了多知识表示相结合!LVQ神经网络!二维半结构表示等方法
利用C十+Bui1der开发平台对应用于超市机器人的环境知识!语义级环境予以了
定义与管理,实现了区域建模!货架建模!商品建模!障碍物识别依据环境知识表
示机制,利用多种知识表示相结合的方式来定义环境!货架!商品之间的关系,建立
起机器人语义级环境模型利用二维半的思想对超市中的障碍物!货架!商品建立形
体模型使用样本量化与学习的方法,为静态建模方法运用到动态建模中,提供了新
的方法与思路课题最后给出了若干关键难题的求解途径,比较详细地阐明了系统的
设计和实验结果
关键词:环境建模,知识表示,形体建模,LvO神经网络,障碍物识别
第一章绪论
.1人工智能与机器人学
人工智能技术简介
机器人的发展与人工智能的发展是分不开的人工智能(Anificialhitelligenee,简
称叨是在计算机科学!控制论!信息论!神经生理学!心理学!语言学等多种学科
相互渗透的基础上发展起来的一门新兴边缘学科它主要研究如何使用机器来模仿和
实现人类的智能行为有人把人工智能同原子能技术!空间技术一起称为三大尖端科
技成就
智能通常用来表示从中进行选择!理解和感觉如果能够研制一个人工制品,他
具有收集!汇集!选择!理解!和感觉的功能,那么就认为该人工制品具有/智能0
智能的概念是广义的广义智能包括:人类智能!人工智能和集成智能集成智能是
指基于人类智能与人工智能相结合的人一机系统的智能管理系统
人工智能是一门研究机器智能和智能机器的新型的!综合性的!具有强大生命力
的边缘学科,它研究怎样让计算机或智能机器(包括硬件和软件)模仿!延伸和扩展人
脑从事推理!规划!计算!思考!学习等思维活动,解决迄今为止需要人类专家才能
处理好的复杂问题它是实现某些脑力劳动自动化的技术基础,也是研制新一代计算
机的前沿阵地,属于探索人脑奥秘的重要科学途径和计算机应用的广阔领域
问题求解!推理和博弈等活动是人工智能的重要特征对智能行为的有效解释和
理论分析!解释人类智能!构造智能的人工制品是人工智能的主要目标智能行为与
构造!描述!解释!比较!修改和使用复杂的结构,包括像句子!图画!地图和行动
计划等符号结构的能力有关,更进一步说,人工智能的研究与其他科目的研究相重叠,
这些科目都要用到推理,如心理学!教育学!人类学和生理学等等很自然,如果不
研究词法和语义学就无法让计算机理解自然语言
传统的程序告诉机器干什么,而如何干则是靠人设计出方法,给出算法并写出程