基于深度学习的机器人目标检测设计
2021-05-12余佳恩马国军任永恒王亚军
电子设计工程 2021年8期
余佳恩,马国军,任永恒,王亚军
(江苏科技大学电子信息学院,江苏镇江 212003)
室内机器人在移动过程中,需要感知周围环境,以进行目标检测和路径规划。常用的传感器有激光雷达、超声波和红外传感器等,为获得较多的信息,视觉传感器也广泛应用于机器人目标检测。
机器人目标检测方法是将提取的目标图像特征转化为特征向量,利用分类器进行分类[1-2],同时用滑动窗口对目标定位,找到与目标特征最相似的位置。
随着人工智能技术的不断发展,基于深度学习的目标检测算法逐步被应用,并成为研究热点。基于区域建议的算法先对可能存在的目标区域进行大量的建议,构成候选目标,然后进行识别,得到检测结果,如Faster R-CNN 系列检测算法[3-4],但该类算法存在处理数据速度慢,对候选区域进行处理时有大量的重复计算等问题。基于回归学习的检测算法能够一步完成检测过程,如YOLO 在去除区域建议的过程中[5],直接利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)对整幅图像进行处理,预测出目标的位置和类别,该方法虽然提高了运算速度,增加了实时性,但其定位的准确性较低[6]。
基于此,文中设计并研究了基于MobileNet-SSD模型的目标检测方法,并且输出机器人到目标障碍物的距离。该方法使用MobileNet 网络作为SSD 的基础网络进行特征提取,将检测到的目标投影到深度图中,同时计算包围盒内的深度平均值作为障碍物到机器人的距离。
文中融合计算机视觉和深度学习的方法,进行机器人障碍物目标全自动检测,并得到距离信息,为机器人避障、路径规划提供基础。……
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