一种基于部件功用性语义组合的家庭日常工具分类方法

作     者：吴培良 何犇 孔令富 WU Peiliang;HE Ben;KONG Lingfu

作者机构：燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004 

基　　金：国家自然科学基金(61305113) 河北省自然科学基金(F2016203358) 

出 版 物：《机器人》 (Robot)

年 卷 期：2017年第39卷第6期

页      码：786-794页

摘      要：为满足人机共融环境下机器智能对工具功用性认知的需要,模拟人类自底向上的认知方式,设计了一种基于部件功用性语义组合的聚类方法,来对家庭日常工具进行表示与建模.首先,设计了工具功用性部件边缘表示方法并基于结构随机森林加以建模.然后基于功用性部件组合思想,设计了高层语义空间上联合各部件显著度的工具整体表示方法并采用聚类方式构建工具功用性字典.在线检测阶段,联合测试样本各功用性部件的显著度,利用其与工具功用性字典的距离残差对工具进行分类判别.在实验中,将7种功用性部件组合聚类形成5类工具,当各类工具选取不同核值时,分类精度可达90%以上,即使各类工具的核值固定为3,分类精度也在85%以上.实验结果表明,相较于传统的特征表示方式,功用性语义的加入使机器人深化了对工具功能的认知,基于功用性部件组合的字典表示使得家庭常见工具的分类精度和效率明显提升,且实现了工具间功能相似性测算和最优替代工具查找.

主 题 词：功用性 工具表示 工具分类 语义组合 字典学习 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 0701[理学-数学类] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13973/j.cnki.robot.2017.0786

馆 藏 号：203277993...