本文關(guān)鍵詞：基于自然人機(jī)交互服務(wù)機(jī)器人操作意圖識(shí)別研究

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【摘要】：近年來,服務(wù)機(jī)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(jī)器人的工作場(chǎng)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(jī)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(jī)器人的自然人機(jī)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(jī)器人只能完成指令操作,缺乏識(shí)別用戶操作意圖的能力。本文針對(duì)服務(wù)機(jī)器人對(duì)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(jī)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(shí)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(jì)算人體關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度,并通過分析人體運(yùn)動(dòng)映射,提出利用人體骨架關(guān)節(jié)點(diǎn)的關(guān)節(jié)角度時(shí)間序列建立人體運(yùn)動(dòng)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(duì)手勢(shì)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(shí)別算法。該算法能夠準(zhǔn)確有效地提前預(yù)測(cè)用戶的操作意圖,并且算法簡(jiǎn)單,計(jì)算復(fù)雜度低。最后,本文建立了自然人機(jī)交互的意圖識(shí)別系統(tǒng),并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)所提出的意圖識(shí)別算法進(jìn)行驗(yàn)證,針對(duì)3個(gè)和4個(gè)(多個(gè))不同形狀的待抓取目標(biāo)設(shè)計(jì)兩組試驗(yàn),多次實(shí)驗(yàn)并采集數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)表明該意圖識(shí)別算法能有效地提前預(yù)測(cè)用戶的操作意圖;多個(gè)待抓取目標(biāo)的抓取實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)別算法,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法能夠提前預(yù)測(cè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;TP242

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本文編號(hào)：1264603