计算机应用 ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (10): 2833-2837.DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.10.2833

• 第十五届中国机器学习会议(CCML2015)论文 • 上一篇    下一篇

基于多超声传感器信息和NeuCube的移动机器人走廊场景识别

王秀青1, 侯增广2, 潘世英1, 谭民2, 王永吉3,4,5, 曾慧6   

  1. 1. 河北师范大学 应用信息技术系, 石家庄 050024;
    2. 复杂系统管理与控制国家重点实验室(中国科学院自动化研究所), 北京 100190;
    3. 基础软件国家工程研究中心(中国科学院软件研究所), 北京 100190;
    4. 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所), 北京 100190;
    5. 中国科学院软件研究所 互联网软件技术实验室, 北京 100190;
    6. 北京科技大学 信息学院, 北京 100083
  • 收稿日期:2015-06-08 修回日期:2015-06-26 出版日期:2015-10-10 发布日期:2015-10-14
  • 通讯作者: 王秀青(1970-),女,河北石家庄人,教授,博士,主要研究方向:智能计算、先进机器人,xqwang2013@163.com
  • 作者简介:侯增广(1969-),男,河北临城人,研究员,博士生导师,博士,主要研究方向:先进机器人、智能控制、嵌入式系统;潘世英(1979-),女,河北石家庄人,讲师,硕士,主要研究方向:智能计算;谭民(1963-),男,广东新会人,研究员,博士生导师,博士,主要研究方向:机器人控制;王永吉(1963-),男,辽宁营口人,研究员,博士生导师,博士,CCF高级会员,主要研究方向:虚拟化技术、隐蔽信道、实时系统、人工智能、数据挖掘、软件工程;曾慧(1980-),女,山东菏泽人,副教授,博士,主要研究方向:机器视觉、模式识别。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61175059,61375010);河北省自然科学基金资助项目(F2014205115);中国科学院复杂系统管理与控制国家重点实验室开放课题资助项目(20120105)。

Corridor scene recognition for mobile robots based on multi-sonar-sensor information and NeuCube

WANG Xiuqing1, HOU Zengguang2, PAN Shiying1, TAN Min2, WANG Yongji3,4,5, ZENG Hui6   

  1. 1. Department of Application Information Technology, Hebei Normal University, Shijiazhuang Hebei 050024, China;
    2. State Key Laboratory of Management and Control for Complex System (Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences), Beijing 100090, China;
    3. National Engineering Research Center for Fundamental Software (Institute of Software, Chinese Academy of Sciences), Beijing 100190, China;
    4. State Key Laboratory of Computer Science (Institute of Software, Chinese Academy of Sciences), Beijing 100190, China;
    5. Laboratory for Internet Software Technologies, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;
    6. School of Information, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
  • Received:2015-06-08 Revised:2015-06-26 Online:2015-10-10 Published:2015-10-14

摘要: 为提高室内移动机器人的环境感知能力,针对其常处的结构化走廊场景的分类、Spiking神经网络(SNN)和基于SNN的新型计算模型NeuCube进行研究。SNN利用尖脉冲传递时、空信息,比传统的神经网络更适于动态、时序信息的分析,以及各种模式信息的识别和分类。此外,SNN更易于用硬件实现。在对NeuCube的基本原理、学习方法和计算步骤进行讨论的基础上,利用多超声传感信息和NeuCube对室内移动机器人常处的7种走廊场景进行识别。实验结果表明基于多超声传感信息和NeuCube的移动机器人走廊场景分类方法可以对7种走廊场景进行有效识别,该方法有助于增强移动机器人的自主性和提高其智能水平。

关键词: 移动机器人, 多超声传感信息, spiking 神经网络, 环境感知, 分类

Abstract: To improve the perception ability of indoor mobile robots, the classification method for the commonly structured corridor-scenes, Spiking Neural Network (SNN) and NeuCube, which is a novel computing model based on SNN, were studied. SNN can convey spatio-temporal information by spikes. Besides, SNN is more suitable for analyzing dynamic and time-series data, and for recognizing data of various patterns than traditional Neural Network (NN). It is easy to be implemented by hardware. The principle, learning methods and calculation steps of NeuCube were discussed. Then seven common corridor scenes were recognized by the classification method based on multi-sonar-sensor information and NeuCube. The experimental results show that the proposed method is effective. Additionally, it is helpful for improving autonomy and intelligence of mobile robots.

Key words: mobile robot, multi-sonar-sensor information, Spiking Neural Network (SNN), environment perception, classification

中图分类号: