本文關(guān)鍵詞：基于自然人機交互服務(wù)機器人操作意圖識別研究

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【摘要】：近年來,服務(wù)機器人的需求量日益增加,主要于交互裝配、陪護(hù)、教育娛樂、陪伴、助老助殘等領(lǐng)域。服務(wù)機器人的工作場景比較復(fù)雜,存在很多不確定因素,而且在工作的過程中存在很多與人交互的過程,為了確保服務(wù)機器人可以在復(fù)雜的工作環(huán)境中與人類有效地與人進(jìn)行交互,需要提高服務(wù)機器人的自然人機交互水平、使其充分理解用戶的操作意圖。大多數(shù)的服務(wù)機器人只能完成指令操作,缺乏識別用戶操作意圖的能力。本文針對服務(wù)機器人對用戶的操作意圖的理解展開研究,主要研究如下:首先,選取了合適的RGB-D相機用來采集人體骨骼的深度圖像,獲取人體骨架深度數(shù)據(jù)。通過深度圖和RGB圖的坐標(biāo)變換,實現(xiàn)RGB-D圖像的可視化。在人體骨骼數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計算人體關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度,并通過分析人體運動映射,提出利用人體骨架關(guān)節(jié)點的關(guān)節(jié)角度時間序列建立人體運動特征模型。研究了層次分析法(AHP),分析表達(dá)用戶意圖的主要因素。提出利用AHP對手勢G、矢量夾角V和手與待抓取目標(biāo)的歐氏距離S這三種意圖表達(dá)因素進(jìn)行權(quán)重匹配,并提出基于層次分析法的意圖識別算法。該算法能夠準(zhǔn)確有效地提前預(yù)測用戶的操作意圖,并且算法簡單,計算復(fù)雜度低。最后,本文建立了自然人機交互的意圖識別系統(tǒng),并設(shè)計實驗對所提出的意圖識別算法進(jìn)行驗證,針對3個和4個(多個)不同形狀的待抓取目標(biāo)設(shè)計兩組試驗,多次實驗并采集數(shù)據(jù)。實驗表明該意圖識別算法能有效地提前預(yù)測用戶的操作意圖;多個待抓取目標(biāo)的抓取實驗表明,該算法適應(yīng)不同用戶的操作,算法有效且具有通用性。本文在獲取RGB-D圖像和對人體進(jìn)行三維建模的基礎(chǔ)上,提出基于層次分析法的意圖識別算法,并設(shè)計實驗驗證了該算法能夠提前預(yù)測用戶的操作意圖,具有有效性和通用性。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TP242

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本文編號：1264603