基于手绘语义地图的室内泛在感知网络下移动机器人视觉交互导航研究

随着智能机器人逐渐走进家庭，完成与侍者相关的各种任务。但由于机器人对个性化、开放式、动态、非结构化的家居环境很难适应。于是，如何让机器人容易感知、理解此环境，与人等智能生命体进行无缝交互、和谐导航，是当前面临的一大挑战。因此，本项目拟在泛在感知网络环境下，机器人作为网络的中心，以访人问路导航的方式，利用网络摄像机系统获取动态环境下自然路标及其场所的语义信息，并同其手绘语义地图实时匹配，从而完成机器人交互导航。具体从如下四个方面展开深入研究：1)对多网络摄像机系统进行建模、调度与控制的机-机交互研究。2)从机器视觉的角度，研究动态模式分析与提取算法，以便获取实体语义。3)研究机器人如何根据先验知识，创建室内环境（包括场所）的语义地图。4)根据创建的语义地图和手绘的语义地图（有路径和无路径），进行机器人交互导航。通过该项目的研究，对智能机器人早日走进家庭，与人类和谐相处并服务具有重要的意义。

当智能机器人逐渐走进家庭，不仅可以帮助打扫卫生、监控，还可以陪护老人、照顾小孩和病人等，甚至可能成为人们的良师益友。但由于个性化、开放式、动态的非结构化装修理念家居环境的出现，致使机器人对此“脑海”一片空白。在这样的环境下，非机器人专家想轻松地操作机器人学习周围的环境，传统的依靠精确地图的绘制指导机器人导航，随着环境复杂程度的提高，越来越显得力不从心。令人振奋的是，随着计算机网络、传感器网络的飞速发展，使人类生活的物理环境与计算机提供的信息环境之间的关系发生革命性改变。于是，如何让机器人作为泛在感知网络的中心，借助环境资源感知、理解动态环境，以仿人问路导航的方式，与人等智能生命体进行无缝交互、和谐导航，是当前面临的一大挑战。因此，本项目拟在泛在感知网络环境下，机器人作为网络的中心，以访人问路导航的方式，利用网络摄像机系统获取动态环境下自然路标及其场所的语义信息，并同其手绘语义地图实时匹配，从而完成机器人交互导航。具体从如下四个方面展开深入研究： 1)从机器视觉信息融合的角度，研究动态模式分析与提取的一般物体识别算法。2)研究机器人如何根据先验知识，创建室内环境的语义地图。3)根据创建的语义地图和手绘的语义地图，进行机器人交互导航。4)对多摄像机系统进行建模、调度与控制的机-机交互研究,并展开实际应用。通过该项目的研究，取得了丰硕的研究成果，发表标注该基金号的高水平论文20余篇，不仅在理论上有所突破，而且结合实际企业项目需求，进行了部分成果转化。对智能机器人早日走进家庭和企业，与人类和谐相处并服务具有重要的意义。