本文關(guān)鍵詞：面向感知增強(qiáng)機(jī)械手臂的任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：服務(wù)機(jī)器人作為一類新興的機(jī)器人類型市場潛力巨大,與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人相比服務(wù)機(jī)器人面臨更多的挑戰(zhàn)。服務(wù)機(jī)器人工作環(huán)境變化頻繁,服務(wù)對象為缺少使用經(jīng)驗(yàn)的普通消費(fèi)者甚至可能是行動能力有限的老人或殘疾人,因此服務(wù)機(jī)器人需要具有感知能力,任務(wù)規(guī)劃能力和任務(wù)學(xué)習(xí)能力才能更好的向人提供服務(wù)。目前相關(guān)研究雖然很多,但是還缺少一個運(yùn)行于服務(wù)機(jī)器人上的能夠綜合這三種能力向人提供服務(wù)的框架。本文針對目前存在的問題以機(jī)器人的一種形式——機(jī)械手臂為例提出了面向感知增強(qiáng)機(jī)械手臂的任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃框架,能夠通過學(xué)習(xí)人的演示學(xué)會一個新的任務(wù),根據(jù)實(shí)時環(huán)境信息自動規(guī)劃執(zhí)行學(xué)會的任務(wù)。本文的主要貢獻(xiàn)有：1)提出了一種任務(wù)學(xué)習(xí)范式,基于范式提出了感知增強(qiáng)的任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃模型；2)定義了包含實(shí)體與環(huán)境,動作與行為的任務(wù)模型,基于確定有窮自動機(jī)(DFA)實(shí)現(xiàn)了任務(wù)規(guī)劃與執(zhí)行流程；3)提出了基于演示的任務(wù)學(xué)習(xí)方法,通過人的演示即可以讓機(jī)械手臂學(xué)會一個新的任務(wù)；4)基于感知增強(qiáng)的任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃模型,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了面向感知增強(qiáng)機(jī)械手臂的任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃框架；5)將框架部署到了真實(shí)環(huán)境中,對框架的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了評估,將部署了框架的機(jī)械手臂系統(tǒng)作為“我的家庭服務(wù)臺”,能夠通過學(xué)習(xí)演示動作學(xué)會向人提供“拿蘋果”以及“倒水”等服務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：服務(wù)機(jī)器人 感知增強(qiáng) 機(jī)械手臂 任務(wù)規(guī)劃 任務(wù)學(xué)習(xí)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP241
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 課題背景14-15
• 1.2 問題提出15-17
• 1.2.1 感知能力16
• 1.2.2 任務(wù)規(guī)劃能力16-17
• 1.2.3 任務(wù)學(xué)習(xí)能力17
• 1.3 相關(guān)工作17-20
• 1.3.1 感知增強(qiáng)的機(jī)器人17-18
• 1.3.2 機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃18-19
• 1.3.3 機(jī)器人任務(wù)學(xué)習(xí)19-20
• 1.4 論文組織20-21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 第2章 感知增強(qiáng)的任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃模型22-31
• 2.1 問題分析及解決方案22-26
• 2.1.1 獲取環(huán)境信息22-23
• 2.1.2 構(gòu)建任務(wù)模型23-24
• 2.1.3 任務(wù)學(xué)習(xí)方法24-26
• 2.2 基于PbD的任務(wù)學(xué)習(xí)范式26-28
• 2.2.1 PbD范式介紹26-27
• 2.2.2 任務(wù)學(xué)習(xí)范式27-28
• 2.3 感知增強(qiáng)的任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃模型提出28-30
• 2.3.1 任務(wù)規(guī)劃28-29
• 2.3.2 任務(wù)學(xué)習(xí)29-30
• 2.3.3 感知框架與機(jī)械手臂系統(tǒng)30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 面向感知增強(qiáng)機(jī)械手臂的任務(wù)模型31-40
• 3.1 概念定義31-33
• 3.1.1 實(shí)體與環(huán)境31-32
• 3.1.2 動作與行為32-33
• 3.2 任務(wù)描述33-35
• 3.3 基于DFA的任務(wù)過程描述35-39
• 3.3.1 DFA的定義35
• 3.3.2 用DFA描述任務(wù)35-37
• 3.3.3 “倒水給人”：一個例子37-38
• 3.3.4 基于DFA運(yùn)行任務(wù)：以“倒水給人”任務(wù)為例38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于演示的任務(wù)學(xué)習(xí)方法40-62
• 4.1 基于演示的任務(wù)學(xué)習(xí)方法總體定義40-42
• 4.1.1 學(xué)習(xí)形式40
• 4.1.2 學(xué)習(xí)內(nèi)容40-41
• 4.1.3 學(xué)習(xí)步驟41-42
• 4.2 演示數(shù)據(jù)獲取與演示學(xué)習(xí)42-48
• 4.2.1 演示數(shù)據(jù)獲取與數(shù)據(jù)預(yù)處理43-45
• 4.2.2 基于SVM的動作識別方法45-46
• 4.2.3 動作階段劃分46-48
• 4.3 任務(wù)關(guān)聯(lián)實(shí)體識別48-51
• 4.3.1 識別“持有的實(shí)體”49-50
• 4.3.2 DFA狀態(tài)集合初步形成50-51
• 4.4 行為識別51-55
• 4.4.1 基于動作過濾的行為生成方法51-52
• 4.4.2 目標(biāo)實(shí)體識別與行為參數(shù)填充52-54
• 4.4.3 狀態(tài)集合更新54
• 4.4.4 行為驗(yàn)證54-55
• 4.5 生成Exe Flow55-57
• 4.5.1 “轉(zhuǎn)移條件”生成55-56
• 4.5.2 形成任務(wù)DFA和任務(wù)56-57
• 4.6 多次演示與任務(wù)合并57-59
• 4.7 與其它方法比較59-61
• 4.8 本章小結(jié)61-62
• 第5章 面向感知增強(qiáng)機(jī)械手臂的任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃框架62-74
• 5.1 框架運(yùn)行機(jī)制62-63
• 5.2 總體框架63-68
• 5.2.1 器件層與封裝層64
• 5.2.2 業(yè)務(wù)層64-67
• 5.2.3 業(yè)務(wù)接口層67-68
• 5.2.4 移動任務(wù)管理器68
• 5.3 其它相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)68-73
• 5.3.1 動作與行為封裝68-71
• 5.3.2 實(shí)體信息存儲與感知上下文生成71
• 5.3.3 執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)71-72
• 5.3.4 移動任務(wù)管理器實(shí)現(xiàn)72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第6章 任務(wù)學(xué)習(xí)與規(guī)劃框架評估及應(yīng)用74-90
• 6.1 部署環(huán)境74-76
• 6.1.1 硬件環(huán)境74-76
• 6.1.2 軟件環(huán)境76
• 6.2 任務(wù)學(xué)習(xí)與執(zhí)行效果評估76-82
• 6.2.1 任務(wù)復(fù)雜度對學(xué)習(xí)效果影響評估78-79
• 6.2.2 學(xué)習(xí)次數(shù)對學(xué)習(xí)效果影響評估79-81
• 6.2.3 環(huán)境變化對任務(wù)執(zhí)行效果影響評估81-82
• 6.2.4 實(shí)驗(yàn)總結(jié)82
• 6.3 框架應(yīng)用場景：我的家庭服務(wù)臺82-89
• 6.4 本章小結(jié)89-90
• 第7章 總結(jié)與展望90-92
• 7.1 本文工作總結(jié)90-91
• 7.2 當(dāng)前工作不足與未來展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果96-97
• 致謝97

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：473520