基于生物啟發(fā)的視覺感知及控制研究.pdf

1、論文基于國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）“生物啟發(fā)的無線復(fù)眼導(dǎo)航技術(shù)研究”項目。論文主要針對無線復(fù)眼網(wǎng)絡(luò)的平臺，進行了一些基礎(chǔ)性理論研究工作，包括動眼感知機理研究和未知視覺模型的視覺伺服控制兩個方面。 在生物啟發(fā)的視覺感知方面，從提高單眼的視覺感知能力的角度，探討了固眼微顫機制對于視覺敏度的作用以及在視覺系統(tǒng)中的應(yīng)用。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)人在注視靜態(tài)背景或者物體的時候，眼球仍然是維持著不自主地微弱振顫。通過分析人眼中的視覺神經(jīng)系統(tǒng)

2、，論文提出了一種隨機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來描述視覺神經(jīng)編碼過程。通過分析該模型在光信號刺激下的神經(jīng)編碼統(tǒng)計特征，比較了存在固眼微顫與不存在固眼微顫的兩種情況，獲得了固眼微顫對于這些量化信息編碼的影響，從而定量地驗明了視覺神經(jīng)系統(tǒng)如何由固眼微顫提高感知精度的統(tǒng)計機制。同時，由于固眼微顫的隨機特點，最優(yōu)的固眼微顫模式可以由信息的期望和方差決定的二元目標(biāo)優(yōu)化獲得。最后，通過仿真實驗的方式來支持和說明理論得到的結(jié)論。 在生物啟發(fā)的學(xué)習(xí)控制方面，

3、從無線視覺節(jié)點的無模型視覺伺服控制的應(yīng)用角度，分析了人體視覺運動控制系統(tǒng)如何通過學(xué)習(xí)以獲得良好的模型適應(yīng)性。借鑒在不同視覺模型和勢場情況下的人手臂平面運動的生理實驗結(jié)果，力圖將人體神經(jīng)系統(tǒng)的控制機理應(yīng)用到機器人視覺伺服控制中。根據(jù)視覺平面與運動平面之間的平面單映關(guān)系的分析，首先采用人腦中通過Random Walk搜索方式使得學(xué)習(xí)系統(tǒng)粗糙探索控制方向，算法中引入Nussbaum學(xué)習(xí)項和Unmixing Set用來探索和學(xué)習(xí)在任意視角情況下