浅议基于用户意图识别的遥操作网络机器人

《浅议基于用户意图识别的遥操作网络机器人》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、申请上海交通大学硕士学位论文基于用户意图识别的遥操作网络机器人系别：自动化系专业：控制理论与控制工程硕士生：王博导师：苏剑波教授上海交通大学电子信息与电气工程学院2010年5月AThesisSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityFortheMasterDegreeNETWORKEDROBOTSYSTEMBASEDONUSERINTENTIONRECOGNITIONDepartment:DepartmentofAutomationMajor:ControlTheory&ControlEngineeringAuthor:BoWANGAdvisor:Pr

2、of.JianboSUSchoolofElectronic,InformationandElectricEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityMay,2010摘要基于用户意图识别的遥操作网络机器人摘要近年来，随着Internet和机器人技术的迅速发展，Internet网络机器人已经成为具有广泛学术和应用价值的研究热点。然而，由于作为信息传递载体的Internet网络具有不确定时延和传输数据乱序、丢包等特性，Internet网络机器人系统中数据传输的实时性和稳定性受到很大影响，系统的控制性能和交互特性也因此受到了制约。本文在以往的网络机器人系统成果的

3、基础上，研究了遥操作网络移动机器人系统中用户意图的建模和识别，提出了基于用户意图识别的遥操作控制方法，达到了增强机器人的自主智能、克服网络不确定性对系统性能的损害的目的。本文的研究工作包括以下几个方面：（1）基于Web的遥操作实验平台构建构建和实现了基于Web的遥操作实验平台，以满足用户对遥操作系统易用性、多媒体特性、平台独立性等特性的需求。实验平台具有以下功能：实现网络移动机器人遥操作的各种典型任务和行为、测试算法、统计数据，并且具有面向Internet用户的通讯能力。（2）用户意图的两层模型提出了一种两层结构的用户意图分层模型。模型包括两个层次：行为层意图和任务层意图，分别对应于

4、用户对机器人直接、明确的行第I页摘要为的期望和对机器人抽象、复杂的任务的期望。用该模型来描述用户意图，为后面的识别工作奠定了基础。（3）行为层用户意图的建模与识别根据用户意图的分层模型，对行为层用户意图进行分析和建模，利用轨迹分布模式和贝叶斯滤波两种方法对遥操作过程中的行为层意图进行识别，识别的内容成为机器人决策的重要信息，据此，机器人能自主执行用户的行为层意图，补偿网络通信中的不确定时延对网络机器人系统的不良影响。实验结果证实了这种方法的有效性。（4）任务层用户意图的建模与识别在前面工作的基础上讨论了任务层用户意图的建模、识别和在网络移动机器人遥操作中的应用；对于限定在建筑物内部工

5、作的遥操作网络机器人，提出了使用有向连通图进行任务意图建模的方法和基于行为层+任务层意图识别的控制方法；通过将复杂轨迹分解成若干个简单轨迹的复合，在机器人工作过程中依序辨识机器人的移动轨迹，最终找到代表用户的真实期望；通过在Player/Stage仿真环境中对加入任务层意图识别的遥操作网络移动机器人系统进行的公寓内巡游仿真实验，验证了方法对系统的改善效果。关键词：网络不确定性，网络机器人，遥操作，用户意图识别，人机交互第II页ABSTRACTNETWORKEDROBOTSYSTEMBASEDONUSERINTENTIONRECOGNITIONABSTRACTWiththerapidd

6、evelopmentoftheInternetandnetworkedrobottechnologyinthelatestyears,researchesonnetworkedrobotshavebecomeoneofthemostconcerningissuesofthetheoreticalandapplicationsresearchesonrobotics.However,thereal-timecommuni-cationabilityandtheoperationperformanceofthesystemisnotverysatisfyingresultingfromt

7、herandomnetworkdelayandtheerrorswithindatatransmissionduringthecommunicationthroughtheInternet.Theuncertaintyofthenetworkleadsanegativeeffectonthestabilityandperformanceofthesystem.Toimprovethepreviouscontrolandoperationmethodsofn