[发明专利]一种基于智能体主动感知的环境模型构建方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于智能体主动感知的环境模型构建系统，包括，阵列压力传感装置机器人，压力传感器构成的感知阵列设置在机器人手臂的终端处；插值拟合程序模块，用于将压力数据信息分布图形成环境模型，对压力传感器单元之间间隔导致缺失的数据采用插值拟合的方法来填补扩充；探索移动方向确定程序模块，用于根据当前区域的纹理统计特征确定下一区域的探索移动方向；闭环检测程序模块，用于检测是否探索完毕；环境模型整合模块，用于将各区域的环境模型整合得到完整的环境模型。

技术领域

本发明涉及智能体的主动感知技术领域，尤其涉及一种基于智能体主动感知的环境模型构建方法。

背景技术

人们一直希望利用自主移动机器人在一些未知极限或者复杂环境下，如狭窄的坑道等，能够自主完成环境的探索，并创建环境地图。主动触觉感知作为机器人感知研究的一个重要方面日益受到重视，并从单个传感器的研究与应用发展到系统的概念，将感知系统的各层次相关技术集成，并在理论分析上做了大量工作，利用现有机器人技术成就部分地实现了主动触觉感知实验。

目前面临的主要困难是机器人探索感知的主动性和智能性不足，长期以来对机器人智能性的研究始终受到包括传感器响应在内的硬软件环境的限制，难以轻易完成人类轻易做到的事情。另一方面，对于不确定性环境下触觉感知、在高层次先验知识的利用、触觉探索信息的解释等方面，则受到计算机智能与人脑功能的差异的限制，使模拟人类功能完善的机器人触觉感知系统的实现受阻。然而感知研究中单项技术经完善后可望在机器人与环境的交互方面得到应用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是利用机器人实现在小型空间内利用触觉闭环感知的主动感知学习完成对狭小空间的环境模型构建。

为实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种基于智能体主动感知的环境模型构建方法，包括步骤：(1)将压力传感器构成的感知阵列设置在机器人手臂的终端处，形成阵列压力传感装置机器人；(2)控制阵列压力传感装置机器人在当前区域内不断按压，采集压力数据信息；(3)将压力数据信息分布图形成环境模型，其中压力传感器单元之间间隔导致缺失的数据则采用插值拟合的方法来填补扩充；(4)根据当前区域的纹理统计特征确定下一区域的探索移动方向；(5)重复(2)和(3)直至闭环检测判断探索完毕；(6)将各区域的环境模型整合得到完整的环境模型。

进一步地，步骤(1)中，感知阵列为64x64阵列。

进一步地，步骤(2)中，采用三次样条插值拟合。

进一步地，步骤(3)中，纹理统计特征为方向测度。

进一步地，步骤(5)中，采用TF-IDF算法确定的两幅压力数据信息分布图的相似度并结合机器人手臂的运动数据进行闭环检测。

本发明在第二方面提供了一种基于智能体主动感知的环境模型构建系统，包括，阵列压力传感装置机器人，压力传感器构成的感知阵列设置在机器人手臂的终端处；插值拟合程序模块，用于将压力数据信息分布图形成环境模型，对压力传感器单元之间间隔导致缺失的数据采用插值拟合的方法来填补扩充；探索移动方向确定程序模块，用于根据当前区域的纹理统计特征确定下一区域的探索移动方向；闭环检测程序模块，用于检测是否探索完毕；环境模型整合模块，用于将各区域的环境模型整合得到完整的环境模型。

进一步地，感知阵列为64x64阵列。

进一步地，插值拟合程序模块采用三次样条插值拟合。

进一步地，探索移动方向确定程序模块采用方向测度作为纹理统计特征。

进一步地，闭环检测程序模块采用TF-IDF算法确定的两幅压力数据信息分布图的相似度并结合机器人手臂的运动数据进行闭环检测。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明