[1]周方波,赵怀林,刘华平.基于场景图谱的室内移动机器人目标搜索[J].智能系统学报,2022,17(5):1032-1038.[doi:10.11992/tis.202109011]
ZHOU Fangbo,ZHAO Huailin,LIU Huaping.Indoor mobile robot target search based on the scene graphs[J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2022,17(5):1032-1038.[doi:10.11992/tis.202109011]
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《智能系统学报》[ISSN 1673-4785/CN 23-1538/TP] 卷:
17
期数:
2022年第5期
页码:
1032-1038
栏目:
吴文俊人工智能科学技术奖论坛
出版日期:
2022-09-05
- Title:
-
Indoor mobile robot target search based on the scene graphs
- 作者:
-
周方波1, 赵怀林1, 刘华平2,3
-
1. 上海应用技术大学 电气与电子工程学院,上海 201418;
2. 清华大学 计算机科学与技术系,北京 100084;
3. 清华大学 智能技术与系统国家重点实验室,北京 100084
- Author(s):
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ZHOU Fangbo1, ZHAO Huailin1, LIU Huaping2,3
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1. School of Electrical and Electronic Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China;
2. Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
3. State Key Laboratory of Intelligent Technology and Systems, Tsinghua University, Beijing 100084, China
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- 关键词:
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移动机器人; 场景图谱; 导航地图; 语义地图; 语义关系图谱; 目标搜索; 地标物体; 动态物体
- Keywords:
-
mobile robot; scene graph; navigation map; semantic map; semantic relationship graph; target search; landmark object; dynamic object
- 分类号:
-
TP242
- DOI:
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10.11992/tis.202109011
- 文献标志码:
-
2022-06-22
- 摘要:
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在移动机器人执行日常家庭任务时,首先需要其能够在环境中避开障碍物,自主地寻找到房间中的物体。针对移动机器人如何有效在室内环境下对目标物体进行搜索的问题,提出了一种基于场景图谱的室内移动机器人目标搜索,其框架结合了导航地图、语义地图和语义关系图谱。在导航地图的基础上建立了包含地标物体位置信息的语义地图,机器人可以轻松对地标物体进行寻找。对于动态的物体,机器人根据语义关系图中物体之间的并发关系,优先到关系强度比较高的地标物体旁寻找。通过物理实验展示了机器人在语义地图和语义关系图的帮助下可以实现在室内环境下有效地寻找到目标,并显著地减少了搜索的路径长度,证明了该方法的有效性。
- Abstract:
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When a mobile robot performs daily household tasks, it must avoid obstacles in the environment and find objects in the room autonomously. To enable mobile robots to effectively search for target objects in indoor environments, an indoor mobile robot target search method based on a scene graph is proposed. Its framework combines a navigation map, a semantic map, and a semantic relationship graph. Based on the navigation map, a semantic map containing the location information of the landmark objects is established, so the robot can easily search for these objects. For dynamic objects, the robot will first look for landmark objects with a higher relationship strength based on the concurrent relationship between the objects in the semantic relationship graph. Physical experiments show that the robot can effectively find the target in an indoor environment using the semantic map and the semantic relationship graph, significantly reducing the search path length and hence proving the effectiveness of the method.
备注/Memo
收稿日期:2021-09-02。
基金项目:国家自然科学基金项目 (U1613212)
作者简介:周方波,硕士研究生,主要研究方向为视觉语言导航和目标驱动导航;赵怀林,教授,博士,主要研究方向为机器人和人工智能。主持和参与包括国家高技术研究发展计划863项目在内的纵向横向科研项目20项,发表学术论文70篇,出版专著1部;刘华平,副教授,博士生导师,中国人工智能学会理事、中国人工智能学会认知系统与信息处理专业委员会秘书长,主持国家自然科学基金重点项目2 项。吴文俊人工智能科学技术奖获得者,主要研究方向为机器人感知、学习与控制、多模态信息融合。发表学术论文340 余篇。
通讯作者:刘华平. E-mail:hpliu@tsinghua.edu.cn
更新日期/Last Update:
1900-01-01