本文關(guān)鍵詞：大鼠機(jī)器人迷宮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著腦機(jī)接口和混合智能技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,傳統(tǒng)基于人工觀察統(tǒng)計(jì)和被動(dòng)獎(jiǎng)賞式的行為實(shí)驗(yàn)技術(shù)正被以結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)和腦電獎(jiǎng)賞刺激的新式訓(xùn)練方式所取代。同時(shí),正是因?yàn)橛?jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的引入,使分析實(shí)驗(yàn)動(dòng)物復(fù)雜行為模式成為可能。本文以大鼠機(jī)器人的迷宮學(xué)習(xí)為背景,研究并設(shè)計(jì)一套大鼠機(jī)器人迷宮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),分為實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)軟件和數(shù)據(jù)分析軟件。實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)軟件能夠?qū)崟r(shí)捕捉并分析迷宮中大鼠身體運(yùn)動(dòng),并實(shí)時(shí)根據(jù)行為規(guī)則給予腦電刺激；數(shù)據(jù)分析軟件實(shí)驗(yàn)后自動(dòng)離線分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本文具體內(nèi)容包括四個(gè)方面：1.設(shè)計(jì)并搭建整體迷宮環(huán)境,并對(duì)系統(tǒng)中所使用的CMOS攝像頭畸形矯正技術(shù)、多攝像頭視頻采集和場(chǎng)地拼接技術(shù)進(jìn)行介紹。2.實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)軟件中使用多線程異步編程技術(shù),可以實(shí)時(shí)采集記錄大鼠行為數(shù)據(jù),并根據(jù)事先定義的位置狀態(tài)規(guī)則對(duì)大鼠進(jìn)行腦電刺激。3.通過(guò)分析大鼠身體特征,使用圖像處理算法提取出大鼠身體輪廓及質(zhì)心。同時(shí)因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)環(huán)境中存在大量被遮擋的暗區(qū),且大鼠身體靈活多變、特征點(diǎn)較少,運(yùn)動(dòng)模式復(fù)雜無(wú)法預(yù)測(cè),傳統(tǒng)輪廓曲率法和標(biāo)記法適用受限。所以本文提出一套通過(guò)HOG/SVM方法定位尾部,迭代計(jì)算尾部與身體質(zhì)心來(lái)定位頭部的大鼠頭尾自動(dòng)標(biāo)注算法,以提高數(shù)據(jù)分析中大鼠運(yùn)動(dòng)參數(shù)提取的穩(wěn)定性。4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。分析離線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并使用自定義的數(shù)據(jù)指標(biāo)(包括決策正確率、路徑總長(zhǎng)度、實(shí)驗(yàn)總時(shí)間、不同等級(jí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù))來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展進(jìn)行評(píng)估。
【關(guān)鍵詞】：大鼠機(jī)器人 迷宮實(shí)驗(yàn) 腦電刺激 HOG/SVM
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹14-17
• 1.2.1 實(shí)驗(yàn)迷宮及研究工作14-15
• 1.2.2 大鼠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)15-17
• 1.3 本文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第2章 相關(guān)工作及技術(shù)19-28
• 2.1 大鼠機(jī)器人技術(shù)19-23
• 2.1.1 SD大鼠簡(jiǎn)介19-20
• 2.1.2 電極植埋手術(shù)20-21
• 2.1.3 刺激背包21-23
• 2.2 計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)23-27
• 2.2.1 HOG特征23-25
• 2.2.2 SVM分類器25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第3章 迷宮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)28-40
• 3.1 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地28-29
• 3.2 系統(tǒng)框架29-30
• 3.3 配置參數(shù)管理30-32
• 3.4 視頻采集記錄32-36
• 3.5 地圖/運(yùn)動(dòng)分析36-38
• 3.5.1 位置狀態(tài)定義36-37
• 3.5.2 規(guī)則定義37-38
• 3.6 腦電刺激控制38-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第4章 大鼠運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析40-55
• 4.1 場(chǎng)地對(duì)齊拼接40-43
• 4.1.1 攝像頭標(biāo)定40-41
• 4.1.2 場(chǎng)地視頻拼接41-43
• 4.2 大鼠身體姿態(tài)識(shí)別43-45
• 4.2.1 提取大鼠身體43-45
• 4.2.2 測(cè)量大鼠身體質(zhì)心45
• 4.3 大鼠頭尾識(shí)別45-54
• 4.3.1 輪廓曲率法與標(biāo)記法46-48
• 4.3.2 尾部識(shí)別48-52
• 4.3.3 頭部定位52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析55-62
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)55-56
• 5.2 數(shù)據(jù)指標(biāo)56-57
• 5.2.1 決策正確率56
• 5.2.2 路徑總長(zhǎng)度56
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)總時(shí)間56-57
• 5.2.4 錯(cuò)誤等級(jí)分類57
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析57-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的主要研究成果70-71
• 致謝71

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本文編號(hào)：267096