摄像头网络环境中服务机器人和谐导航技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61104216
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    梁志伟
  • 依托单位：
    南京邮电大学
  • 学科分类：
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

本项目以网络化助老助残服务型移动机器人智能系统为应用背景，研究机器人如何利用分布的环境摄像头感知信息，辅助机器人完成仅靠自身智能难以完成的定位导航任务。针对大规模且具有闭合回路的环境，解决机器人如何利用摄像头网络的感知信息构建准确且全局一致的环境栅格地图；利用创建的环境地图及摄像头感知网络，实现机器人的准确定位；针对服务机器人在人机共处环境中的导航问题，解决如何采用分布式摄像头网络对环境中的人进行准确的检测和鲁棒的跟踪以获取学习所需要的路径样本，探索如何学习人典型运动模式以及利用该方法预测摄像头网络中人的行为，并将该预测融入到机器人的路径规划中，协调机器人以实现对人的和谐导航。该项目的研究对于利用分布感知网络提高机器人服务与导航的智能化和人性化水平具有非常重要的现实意义。

结项摘要

项目组成员经过三年的研究工作，构建了环境摄像头与机器人（携带的激光传感器和单目摄像头）的分布式感知网络，并利用该网络实现移动机器人高性能的定位、对人安全友好的导航控制以及构件化导航系统。（1）在项目组提出的两层同时定位与地图创建（SLAM）算法研究基础上，对环境地图创建关键问题闭环检测问题进行了重点研究，实现了一种基于视觉词典鲁棒性强的闭环检测算法，为实现全局一致地图奠定了基础。（2）针对分布式感知的特点，实现了分布式感知协作的扩展Monte Carlo定位方法，从而能有效减少机器人位姿的不确定性。（3）导航中首先要考虑人身体方面的安全，实现了一种两层插值的路径规划算法—T*算法，引入了改进的虚拟车辆跟踪方法跟踪生成的路径。考虑人的舒适度等感情方面的因素，通过环境摄像头网络采集人在不同地点间的运动轨迹，实现了一种学习人典型运动模式的方法，调整机器人的导航策略以达到与人和谐共处。（4）在整体系统软件设计方面，引入基于构件的开发方法，设计实现了一种支持和增强移动机器人功能的智能感知环境服务构件系统，制定了服务构件的基本组成结构与交互模式，实现了机器人的跨平台服务调用，有效解决了资源多样异构性带来的问题。在完成本项目内容的基础上，课题组继续对服务机器人的应用领域进行了扩展研究，具体的内容包括多智能体协作（机器人足球和机器人救援）、机械手臂的控制等，并取得了较好的进展。依据本项目支持，共发表论文44篇，SCI检索10篇，EI检索38篇，申请专利6项。

项目成果

期刊论文数量（29）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（22）
专利数量（0）
Non-Parametric Quantum Theory Based Image Retrieval
基于非参数量子理论的图像检索
  • DOI：
    10.1007/s40009-013-0138-y
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    NATIONAL ACADEMY SCIENCE LETTERS-INDIA
  • 影响因子：
    1.1
  • 作者：
    Zhu, Songhao;Zou, Liming;Liang, Zhiwei;Wang, Baoyun
  • 通讯作者：
    Wang, Baoyun
Service invocation methods based on extending web service in a smart environment
智能环境下基于Web服务扩展的服务调用方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Information and Computational Science
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liang, Zhiwei;Chen, Yanyan;Zhu, Songhao
  • 通讯作者：
    Zhu, Songhao
基于空间智能的网络机器人系统研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    南京邮电大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁志伟;LIANG Zhi-wei1,2(1.College of Automation,Nanjing University o
  • 通讯作者：
    LIANG Zhi-wei1,2(1.College of Automation,Nanjing University o
基于提升FFT框架的快速离散Curvelet变换
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    南京邮电大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁志伟;郑重虎
  • 通讯作者：
    郑重虎
基于强化学习的类人机器人步行参数训练算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    计算机工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁志伟;朱松豪;LIANG Zhi-wei1,2,ZHU Song-hao1(1.College of Automation,Nanjin;2.Key Lab of Measurement;Control of Complex Systems of En
  • 通讯作者：
    Control of Complex Systems of En

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其他文献

Movie abstraction via the progress of the storyline
通过故事情节的进展进行电影抽象
  • DOI：
    10.1049/iet-spr.2011.0182
  • 发表时间：
    2012-10
  • 期刊：
    IET Signal Processing
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    朱松豪;梁志伟;荆晓远
  • 通讯作者：
    荆晓远
降水变化和氮沉降对荒漠草原土壤细菌群落结构及酶活性的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    农业环境科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    图纳热;红梅;闫瑾;叶贺;梁志伟;王占海
  • 通讯作者：
    王占海
span style=color:black;font-family:quot;Times New Romanquot;,quot;serifquot;;font-size:10.5pt;The structure and component characteristics of partial nitrification biofilms under autotrophic and heterotrophic conditi
自养和异养条件下部分硝化生物膜的结构和成分特征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Applied Microbiology and Biotechnology
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    梁志伟
  • 通讯作者：
    梁志伟
氮沉降与降雨变化下中小型土壤动物对凋落物分解的影响
  • DOI：
    10.13287/j.1001-9332.202112.041
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    应用生态学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁志伟;红梅;德海山;叶贺;张宇晨;闫瑾;李静
  • 通讯作者：
    李静
有机物生物降解性评价方法综述
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Chinese Journal of Applied Ecology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁志伟
  • 通讯作者：
    梁志伟

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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