三維環(huán)境下發(fā)展型機(jī)器人手眼協(xié)調(diào)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、機(jī)器人在開放環(huán)境下自主的工作并完成任務(wù)，是機(jī)器人學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。通過(guò)模仿人類心智的發(fā)育過(guò)程，利用機(jī)器人自身傳感器和執(zhí)行器，自主實(shí)時(shí)地與外界環(huán)境交互、同時(shí)調(diào)整自身能力的機(jī)器人學(xué)習(xí)算法，可以使機(jī)器人具有較高的智能。本文就發(fā)展型機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)——機(jī)器人在三維環(huán)境下的手眼協(xié)調(diào)——進(jìn)行研究。手眼協(xié)調(diào)（機(jī)器人）是機(jī)器人利用視覺信息控制機(jī)器人手臂，關(guān)鍵的技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)視覺空間和機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)空間之間的相互非線性映射。目前，具有自主地學(xué)習(xí)手眼協(xié)調(diào)

2、能力的機(jī)器人還不太成熟。
　　本文的手眼協(xié)調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)模仿人類大腦結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，并結(jié)合了人類發(fā)育的一些行為模式，提出了一種機(jī)器人仿腦學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。首先，該系統(tǒng)模仿人類視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)，將機(jī)器人視覺的原始圖像轉(zhuǎn)化為視網(wǎng)膜圖像，既保留了關(guān)鍵區(qū)域的視覺信息，又提高了機(jī)器人學(xué)習(xí)的速度。接著，系統(tǒng)模仿人類嬰兒實(shí)現(xiàn)本體感應(yīng)的機(jī)制——“運(yùn)動(dòng)——靜止——運(yùn)動(dòng)”，自動(dòng)地將機(jī)械手臂與外界環(huán)境分離，并在此基礎(chǔ)上，建立了機(jī)械手臂的視覺模型。最后，系統(tǒng)利用增

3、長(zhǎng)型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)在線學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人視覺空間與機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)空間的相互映射。
　　實(shí)驗(yàn)表明，該機(jī)器人手眼協(xié)調(diào)系統(tǒng)通過(guò)模仿人類發(fā)育的過(guò)程，利用在線學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)的發(fā)展型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的魯棒性。從而，驗(yàn)證了本文提出的方法的有效性。使得機(jī)器人實(shí)現(xiàn)手眼協(xié)調(diào)的過(guò)程，可以在較大程度上脫離人工干預(yù)。在未來(lái)的工作中，系統(tǒng)可以引入注意力集中機(jī)制——“預(yù)測(cè)—確認(rèn)—預(yù)測(cè)”，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，機(jī)器人可以及時(shí)地調(diào)整自身參數(shù)，適應(yīng)新環(huán)境，并完成自身