【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)環(huán)境感知能力測(cè)試方法，其特征在于：該測(cè)試方法步驟如下： 步驟一、測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的4類(lèi)關(guān)鍵指標(biāo)：
1. 被測(cè)移動(dòng)機(jī)器人感知的靜態(tài)目標(biāo)的位置及偏差；
2. 被測(cè)移動(dòng)機(jī)器人感知的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和速度曲線；
3. 被測(cè)移動(dòng)機(jī)器人構(gòu)建的環(huán)境地圖的覆蓋率和匹配度；
4. 被測(cè)移動(dòng)機(jī)器人完成上述每項(xiàng)任務(wù)的耗時(shí)； 通過(guò)測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的4類(lèi)關(guān)鍵指標(biāo)，得到被測(cè)機(jī)器人感知靜態(tài)目標(biāo)物遠(yuǎn)近距離的 能力、空間分辨的能力、對(duì)外界干擾因素變化的抵抗能力，感知?jiǎng)討B(tài)目標(biāo)物的速度變化，運(yùn) 動(dòng)軌跡變化的能力，感知環(huán)境地圖的覆蓋率和匹配度的能力，及相應(yīng)的時(shí)間代價(jià)； 步驟二、場(chǎng)景設(shè)置方法由以下六種場(chǎng)景設(shè)置構(gòu)成： 1、 面向目標(biāo)特性變化的感知測(cè)試場(chǎng)景，面向目標(biāo)特性包括形狀、大小和顏色； II、 面向目標(biāo)全空間分布的感知測(cè)試場(chǎng)景； III、 面向不同距離上目標(biāo)空間間距分布的感知測(cè)試場(chǎng)景； IV、 面向目標(biāo)高度分布的感知測(cè)試場(chǎng)景； V、 面向目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方式的感知測(cè)試場(chǎng)景； VI、 面向地圖構(gòu)建能力的感知測(cè)試場(chǎng)景。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)環(huán)境感知能力測(cè)試方法，其特征在于：， 步驟二中每個(gè)場(chǎng)景下的具體設(shè)置、測(cè)試步驟分別闡述如下： (I)面向目標(biāo)特性的感知測(cè)試場(chǎng)景 該面向目標(biāo)特性包括形狀、大小、顏色；場(chǎng)景設(shè)置目的：固定目標(biāo)物的數(shù)量和位置，在 距離移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)近不同的5個(gè)典型位置上布置目標(biāo)，并在其對(duì)稱(chēng)位置上布置5個(gè)相反顏 色的目標(biāo)，測(cè)量目標(biāo)形狀和大小變化時(shí)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)目標(biāo)位置的感知能力，測(cè)量目標(biāo)形狀 和不同顏色或表面反射能力對(duì)感知結(jié)果的影響； 場(chǎng)景設(shè)置方法：在6m*6m的測(cè)試空間內(nèi)，把機(jī)器人放在下方的中間位置處，在兩排平行 豎直位置分別每隔I. 2m擺放目標(biāo)物，其中左邊擺放黑色目標(biāo)物，右邊擺放白色目標(biāo)物，目 標(biāo)物規(guī)格為球體、圓柱體、圓椎體； 測(cè)試步驟： (1) 將被測(cè)機(jī)器人放到指定位置； (2) 選定被觀測(cè)目標(biāo)為球體，尺寸規(guī)格為最小，在設(shè)計(jì)位置上放置目標(biāo)，左側(cè)放置黑色 目標(biāo)，右側(cè)放置白色目標(biāo)； (3) 被測(cè)機(jī)器人執(zhí)行環(huán)境感知任務(wù)，給出感知結(jié)果； (4) 按照尺寸規(guī)格逐步增大被觀測(cè)目標(biāo)的大小，重復(fù)（2)、（3)步驟； (5) 改變被觀測(cè)目標(biāo)類(lèi)型為圓柱體，重復(fù)（2)、（3)、⑷步驟； (6) 改變被觀測(cè)目標(biāo)類(lèi)型為圓椎體，重復(fù)（2)、（3)、⑷步驟； (7) 重復(fù)上述步驟3次，記錄測(cè)試結(jié)果，填寫(xiě)評(píng)估表格； (II)面向目標(biāo)全空間分布的感知測(cè)試場(chǎng)景 場(chǎng)景設(shè)置目的：固定目標(biāo)物的數(shù)量，在全空間范圍內(nèi)布置目標(biāo)，使目標(biāo)與移動(dòng)機(jī)器人的 相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化，測(cè)量目標(biāo)大小變化時(shí)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)目標(biāo)位置的感知能力； 場(chǎng)景設(shè)置方法：在6m*6m的測(cè)試空間內(nèi)，把機(jī)器人放在下方的中間位置處，在全空間范 圍內(nèi)按等腰三角形的等腰邊布置目標(biāo)，目標(biāo)間距逐漸增大； 測(cè)試步驟： (1) 將被測(cè)機(jī)器人放到指定位置； (2) 將被觀測(cè)目標(biāo)放到指定位置； (3) 被測(cè)機(jī)器人執(zhí)行環(huán)境感知任務(wù)，給出感知結(jié)果； (4) 重復(fù)上述步驟3次，記錄測(cè)試結(jié)果，填寫(xiě)評(píng)估表格； (III) 面向不同距離上目標(biāo)空間間距分布的感知測(cè)試場(chǎng)景 場(chǎng)景設(shè)置目的： 固定目標(biāo)物的數(shù)量和位置，在距離移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)近不同的5個(gè)典型徑向距離同心圓 上，測(cè)量目標(biāo)物之間相對(duì)距離大小變化時(shí)移動(dòng)機(jī)器人對(duì)目標(biāo)位置的感知能力； 場(chǎng)景設(shè)置方法：在6m*6m的測(cè)試空間內(nèi)，把機(jī)器人放在下方的中間位置處，在5個(gè)不同 距離的同心圓上按間距逐漸增大的方式排列目標(biāo)； 測(cè)試步驟： (1) 將被測(cè)機(jī)器人放到指定位置； (2) 將被觀測(cè)目標(biāo)放到最近的同心圓上的指定位置； (3) 被測(cè)機(jī)器人執(zhí)行環(huán)境感知任務(wù)，給出感知結(jié)果； (4) 逐步增大同心圓的半徑，重復(fù)步驟（2) (3)，直到5組同心圓測(cè)試完； (5) 重復(fù)上述步驟3次，記錄測(cè)試結(jié)果，填寫(xiě)評(píng)估表格； (IV) 面向目標(biāo)高度分布的感知測(cè)試場(chǎng)景 場(chǎng)景設(shè)置目的： 固定目標(biāo)物的數(shù)量和位置，固定目標(biāo)物的類(lèi)型和大小，測(cè)量目標(biāo)物高度大小變化時(shí)移 動(dòng)機(jī)器人對(duì)目標(biāo)位置的感知能力； 場(chǎng)景設(shè)置方法：在6m*6m的空間內(nèi)，把機(jī)器人放在下方的中間位置，在距離移動(dòng)機(jī)器人 遠(yuǎn)近不同的5個(gè)典型位置上布置目標(biāo)，在每個(gè)位置采用懸掛方式掛起7個(gè)目標(biāo)，并在其對(duì)稱(chēng) 位置上布置5組相反顏色的目標(biāo)； 測(cè)試步驟： (1) 將被測(cè)機(jī)器人放到指定位置； (2) 將被觀測(cè)目標(biāo)懸掛到指定位置； (3) 被測(cè)機(jī)器人執(zhí)行環(huán)境感知任務(wù)，給出感知結(jié)果； (4) 重復(fù)上述步驟3次，記錄測(cè)試結(jié)果，填寫(xiě)評(píng)估表格； (V) 面向目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方式的感知測(cè)試場(chǎng)景 場(chǎng)景設(shè)置目的：測(cè)試被測(cè)機(jī)器人對(duì)室內(nèi)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的感知能力，動(dòng)態(tài)目標(biāo)物的運(yùn)動(dòng)方式 采用三種最典型的運(yùn)動(dòng)方式：勻速運(yùn)動(dòng)，勻加速運(yùn)動(dòng)和勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)軌道的長(zhǎng)度，電機(jī) 運(yùn)行功率設(shè)計(jì)出多條速度曲線作為運(yùn)動(dòng)真值； 場(chǎng)景設(shè)置方法：在6m*6m的空間內(nèi)，設(shè)置三條垂直的導(dǎo)軌，三個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物分別擺放在 三條導(dǎo)軌的初始位置上，被測(cè)機(jī)器人先后擺放在紅色圓心處； 測(cè)試步驟： (1) 將被測(cè)機(jī)器人放到指定位置； (2) 將三個(gè)被觀測(cè)目標(biāo)放到初始位置； (3) 設(shè)定軌道一（左側(cè)）上的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)執(zhí)行勻加速運(yùn)動(dòng)，軌道二（右側(cè)）上的運(yùn)動(dòng)目標(biāo) 執(zhí)行勻減速運(yùn)動(dòng)，軌道三（正前方）上的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)執(zhí)行勻速運(yùn)動(dòng)； (4) 啟動(dòng)電機(jī)，是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在時(shí)間tl到時(shí)間t2之間按設(shè)定的速度在軌道上行駛； (5) 被測(cè)機(jī)器人檢測(cè)導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物，給出位置和速度曲線； (6) 變更速度設(shè)定值，重復(fù)步驟（3) (4) (5); (7) 重復(fù)上述步驟3次，記錄測(cè)試結(jié)果，填寫(xiě)評(píng)估表格； (VI)面向地圖構(gòu)建能力的感知測(cè)試場(chǎng)景 場(chǎng)景設(shè)置目的：設(shè)置場(chǎng)景內(nèi)存在目標(biāo)物和干擾物，允許移動(dòng)機(jī)器人在被測(cè)場(chǎng)景內(nèi)自主 運(yùn)動(dòng)，測(cè)量被測(cè)機(jī)器人構(gòu)建地圖的覆蓋率、匹配度、耗時(shí)；地圖覆蓋率是指，構(gòu)建的地圖面積 占整個(gè)場(chǎng)景總面積的百分比；地圖匹配度是指：構(gòu)建的地圖中感知正確的標(biāo)記點(diǎn)占總標(biāo)記 點(diǎn)的百分比；耗時(shí)是指：構(gòu)建地圖過(guò)程中所耗時(shí)間； 場(chǎng)景設(shè)置方法：被測(cè)機(jī)器人置于平地，場(chǎng)景內(nèi)存在規(guī)則的目標(biāo)物和干擾物，目標(biāo)物規(guī)格 為臺(tái)階面；干擾物為導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上放置假人； 測(cè)試步驟： (1) 將被測(cè)機(jī)器人放到初始位置； (2) 將目標(biāo)物和干擾物放置到指定位置； (3) 從被測(cè)機(jī)器人開(kāi)始構(gòu)建地圖時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，允許被測(cè)機(jī)器人在室內(nèi)自由移動(dòng)，在被測(cè) 機(jī)器人檢測(cè)結(jié)束時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束； (4) 被測(cè)機(jī)器人給出環(huán)境感知結(jié)果； (5) 重復(fù)上述步驟3次，記錄測(cè)試結(jié)果，填寫(xiě)評(píng)估表格。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)環(huán)境感知能力測(cè)試方法，該測(cè)試方法包括評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、場(chǎng)景設(shè)置方法、能力測(cè)試步驟和結(jié)果評(píng)估表格，針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的感知能力測(cè)試，設(shè)計(jì)了一套評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)估方法，以機(jī)器人感知到的目標(biāo)位置、目標(biāo)速度、環(huán)境地圖、耗時(shí)4類(lèi)關(guān)鍵指標(biāo)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)設(shè)計(jì)6種典型的室內(nèi)場(chǎng)景方式和相應(yīng)的測(cè)試步驟，獲得不同場(chǎng)景不同條件下機(jī)器人對(duì)室內(nèi)環(huán)境感知能力的定量評(píng)價(jià)。
【IPC分類(lèi)】G05D1-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104731093
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510012677
【發(fā)明人】王智靈, 張民, 梁華為, 梅濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日