基于智能空间的云机器人行为知识驱动服务机制研究

At present, insufficient intelligence and relatively simple service function are the main bottlenecks of restricting the service robot’s development and application. The intelligent ability of service robot can be improved and expanded through cloud robot technology, the cognition and execution abilities can be increased with the assistance of intelligent space technology. The purpose of this project is constructing the hierarchical cloud system framework of service robot combined the intelligent space technology with cloud robot, finishing the reasonable organization and expression to the result of action recognition, intention analysis and behavior understanding. .The research will enhance cloud robot’s cognitive ability of human behavior, improve the robot’s skills to associate the human behavior intension with the service task actively. The project will be important for the further research of cloud robotics and will accelerate its application.

目前制约服务机器人发展和应用的主要瓶颈是其智能化程度较低、服务功能相对单一。借助云技术可增强其智能能力并扩展其适用性，借助智能空间技术可增强其感知能力与服务执行能力。本课题将云机器人技术与智能空间技术相结合，构建基于智能空间的服务机器人层次化云系统架构，将服务机器人智能空间下对人体动作识别、意图分析和行为理解的结果进行知识化组织及表达，构建面向服务任务的云端人体行为知识库。预期研究成果将会增强云机器人对人的行为认知能力，提高服务水平。该工作对深化和完善云机器人领域研究、加速其发展应用有重要科学意义和实用价值。

借助云计算技术可增强服务机器人的智能程度及其可扩展性，借助智能空间技术可以提高其认知能力和服务执行能力。本课题将云机器人技术和智能空间技术结合，构建了基于智能空间的包含远端公有云—本地端私有云的服务机器人层次化混合架构云平台。.研究了混合云平台下信息交互方法和空间环境感知策略，设计了兼顾负载均衡时混合云平台的资源合理分配调用策略，研究了混合云架构下服务机器人全局自主精确定位方法。.针对基于动态分布式摄像机网络对复杂环境中的服务目标追踪问题，提出了动态混合一致性滤波器的分布式估计器，有效解决了混合云架构下基于分布式摄像机网络的无效节点（Naive Node）等问题。.提出了模拟人的动作认知过程的层次化动作认知方法，引入时序直方图对复杂动作建模，研究了云架构下面向服务对象的动作识别与行为理解问题。.研究了人体行为分类模型的知识表达方法，将认知结果结合行为分类表达模型表达为语义知识，建立了混合云平台下的分布式语义知识库，使用本体属性建立了不同本体概念之间的相互联系，解决了“数据孤岛”的问题。.设计了结合云端语义库与本地语义的获取框架，使机器人掌握面向导航的环境几何描述，构建了复杂环境下基于丰富语义库的含物品关联归属关系的语义地图。.设计了服务机器人面向多任务的规划器，形成了基于语义知识的任务规划与服务列表生成机制，提高了服务的智能化水平和用户满意度。.课题的研究增强了云机器人对用户行为的认知能力和服务的智能化水平，对丰富及深化云机器人领域的研究、促进其发展与应用具有重要的科学意义和实用价值。