论文部分内容阅读
桌面机器人是自主机器人领域的一个重要发展方向，开发桌面机器人系统，开展与其相关的机器人学的研究，具有重要的理论研究价值和实际应用前景。本文对桌面机器人物理系统及机器人自主地图绘制进行了研究。主要内容如下：
⑴以嵌入式技术为基础，融合机械设计、电机伺服、无线通信、模式识别等技术，设计并制作了一种桌面机器人系统，将其作为研究机器人自主智能行为的具体化物理平台。该桌面机器人系统体积小、重量轻、控制精度高，是一款具有自主知识产权的桌面机器人系统，可用于机器人智能行为的研究和机器人教学。
⑵基于自组织特征映射图(SOM)的自组织空间结构逼近特性，提出一种动态可增长自组织特征映射图算法(DGSOM)，该神经网络初始状态下只有一个SOM神经元，通过欧式距离判断是否增加神经元，并与其邻接神经元建立拓扑连接，按样本调整神经元增长阈值，一旦输入空间增加了新的样本，神经网络即动态继续增长。DGSOM网络自组织增长过程中实现输入空间结构的识别，准确的表达输入空间的样本分布特征。
⑶针对机器人自主地图绘制问题，利用DGSOM模型的动态增长特性，实现机器人自主地图绘制，并进行了计算机仿真和物理实验。利用桌面机器人视觉系统所获取的地图信息，进行了基于DGSOM的全局地图绘制实验，并将所获拓扑地图用于物理系统的路径规划及导航；针对机器人在未知环境下自主地图绘制问题，提出了一种探索策略和基于DGSOM的实时地图绘制方法，并进行了计算机仿真实验。实验表明DGSOM自主地图绘制方法可行，机器人系统表现出了类似生物记忆环境的自主智能行为。