面向公共卫生事件应急处置的防疫机器人环境深度感知方法研究
批准号:
62073101
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
赵立军
依托单位:
学科分类:
机器人学与智能系统
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵立军
中文摘要
防疫机器人辅助医护人员应对公共卫生应急事件(如新冠病毒)处置,进行消毒、转运和协作“抗疫”具有不可替作用,但其实际应用成效不高。本项目针对其应用背景,分析影响其处置规划和作业控制成因,是由于疫情环境高动态性和不确定性与机器人环境感知能力不足的科学问题。为此本项目提出针对疫情环境建立的“目标-患者-度量、热场地图”深层系统感知的科学思想,建立三通道防疫目标学习模型,提出跨模态患者检测与定位方法,并设计环境度量、热场模型,多个层面提升防疫机器人环境感知技术的稳定性与适应能力。本项目从原理和方法上探索机器人对防疫未知环境感知多元信息建模与感知方法,突破疫情环境动态、不确性和复杂等条件制约,为支撑防疫机器人全局规划与移动作业提供基础理论与系统方案。本项目从公共卫生应急环境实际需求凝练关键科学问题,促进基础成果走向应用,对推进防疫机器人快速部署,助力阻断疫情发展具有重要实际意义和科学价值。
英文摘要
For the treatment of public health emergency events (such as COVID-19), anti-epidemic robots can have an irreplaceable role of helping medical staff in disinfection, transportation and collaboration, but its actual application is not effective. Based on such application background, this project analyzes the causes that affect its disposal planning and operation control. It is a scientific problem due to the high dynamics and uncertainty of the epidemic environment and the weakness of robot environmental perception. To this end, the project proposes a deep perception scientific idea of "target-patient-metric, thermal field map" established for the epidemic environment. In the project, a three-channel anti-epidemic target learning model is establish and a method of cross-modal patient detection and localization is proposed. Those contributions will improve stability and adaptability of the robot perception technology in anti-epidemic environment at multiple levels. The project will explore the method of robots' multi-information modeling and perception for epidemic-preventing unknown environment from the principles and methods, break through the bottleneck of robotic perception technology under the conditions of epidemic environment dynamics, uncertainty and complexity, so it will provide solid foundation theory and platform technical support for the global planning and mobile operations of epidemic prevention robots. Finally, results of such research can promote basic achievements to application. It has important practical significance and scientific value for promoting rapid deployment of epidemic prevention robots and helping to stop the development of epidemic outbreaks.
面向公共卫生安全处置需求,防疫机器人的环境感知能力在强动态性和高不确定性因素影响下面临巨大挑战,致使其在医院等环境导航和移动作业控制能力受限,无法胜任有效的病毒消杀、转运和协作等应急处置工作。本项目从机器人感知需求出发,深入分析目标和环境机器人建模问题,提出了 CamMap多传感器六自由度外参标定方法、多传感器深度融合机制,建立了基于多通道卷积神经网络的三维物体检测模型与像素级注意力网络PANet网络,实现了机器人对特殊环境的目标检测与估计;针对患者、医护等动态因素,提出了一种异常行人轨迹机器人检测方案,构建影响者识别模型,提出了动态场景下概率导航地图建图方法,面临不同数据模态的跨模态描述问题,提出了一种多任务学习网络架构(CO-Net++),解决了多任务学习中的参数冲突问题,实现了有限动态目标感知能力;针对防疫环境多模态建图,传统SLAM技术易导致发散,为此提出基于多模态信息的RGB-DT-SLAM与选择性紧耦合跨模态SLAM方法,有效解决了SLAM的退化问题。防疫机器人长期作业易造成机器人“绑架”,提出了基于图优化的物体级地图的机器人重定位方法,为机器人规划与操控提供核心技术支撑。研制了防疫勇移动平台,搭载激光、RGBD、红外等多传感器,开发机器人消毒喷洒系统,集成上述研究成果,在防疫等公共环境实验验证并在典型场景开展了试用。本项目从公共卫生应急环境实际需求凝练关键科学问题,形成了防疫机器人全局定位与移动感知基础理论与系统方案,有效提升机器人防疫消毒部署的效率和应急对应能力,促进研究成果走向应用具有重要实价值。
基于姿态图及场景描述的服务机器人长期作业环境感知方法
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批准号:61473103
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项目类别:面上项目
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资助金额:82.0万元
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批准年份:2014
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负责人:赵立军
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依托单位:
动态未知环境下服务机器人主动同步定位与地图构建方法研究
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批准号:61075081
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2010
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负责人:赵立军
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依托单位:
国内基金
海外基金