基于二维半和特征描述的机器人非结构环境建模的研究.pdfVIP

基于二维半与特征描述的机器人非结构环境建模研究 杨淮清姚栋 -g兴贵 (沈FHq-,_tk大学信息学院软件教研室人工智能研究室辽宁沈阳666信箱110023) 摘 要：环境建模是机器人动作规划的基础，同时也是从结构化迈向非结构化环境的关键技术障碍。针对机 器人应用面临的种种难题，论文在简要分析现有建模方法缺陷的基础上，介绍了利用二维半、特征描述建立 非结构环境模型方法与实现策略。 关键词：环境建模；非结构环境建模；二雏半描述；特征利用 AUnstructured ResearchBasedon2D5D ModelingTechnique CharacterforRobotics and Yao Xiao YangHuaiqingDong Xinggui P．O．Box UniversityofTechnology，Shenyang666，110023，Shenyang) (Shenyang the fortherobots’action itisa bottle’neckfrom is basis planning，meanwhilekeytechnology Abstract-Modeling structuredto multitudinousof ofrobots，andonthebasisof the problemsapplication analyzing unstructured．Facing introducesa theunstructured limitationsofthe methods，the settingup modelingby existingmodeling paper way 2．5D andcharacter description utilizing． Modeling；2．5DDescription；CharacterUtilizing Keywords：Modeling；Un．structured 、 1 引言 环境模型乃机器人系统重要组成部分，特别对于利用慎思型中心决策思想建立起来的系统而言，其作用 表现的尤其突出且不可忽视。因为这类系统一旦缺失环境模型，它将几乎寸步难行。所谓环境建模，其实就 是指为了使机器人更好地完成担负使命，利用机器学习、图形、知识表示等技术，构建作业场所空间特征与 物体属性，以及彼此间的相互关系。在这里，既包含了周边、外表几伺+形体刻画，同时也面临着介质密度、 韧性、碰撞、碾压代价等深层次内容表述【1】。如若稍加分析，便不难发现，环境建模不仅可以服务于机器人， 而且能够促进其他技术领域取得迅猛发展，比如像军事、仿真、教育、技术培训、虚拟再现、医学和娱乐等。 事实上，这些行业长期以来也进行着该方面工作，只是由于它们的着眼点与研究方法略有差异，使得最终结 果大相径庭。 这些年来，国内外学者针对机器人环境建模进行了大量研究，并取得了不少丰硕成果。其中，最富代表 性的莫过于障碍空间法f】J、位势场法f2J、栅格法【3]和拓扑空间法等【4Jo虽然这些方法成效显著、影响深远，不 过它们全是钊‘对结构空间所提出的，另外伴随着环境规模增长，数据量急剧膨胀，信息提取速度快速下降。 为了拓展机器人应用领域，围绕某些半结构与非结构地域，前些年有学者提出并建立起了基于等高线分层的 二维平面建模方法。尽管此方法可以应付一些问题，但当面