美国佐治亚理工大学姚宁诗等：气球机器人在室内环境下与人的自然交互
摘要
为支持室内环境下长达两小时及以上的人机交互实验，我们研发了一款“佐治亚理工全自动迷你气球飞行机器人”（GT-MAB）。GT-MAB可以安全地与人近距离互动。该机器人具有人脸识别、自动跟踪人类使用者以及手势识别等功能。采用深度人工神经网络检测GT-MAB实时视频信号中人类使用者的脸和手，并基于此功能，设计一套人机交互系统实现GT-MAB与使用者之间的自然交互。GT-MAB的学习算法可以自主识别两种手势，因此在交互过程中，使用者无需佩戴任何装置就可与GT-MAB互动。基于机器视觉的反馈控制器可控制GT-MAB自动追踪并跟随使用者。一旦机器人成功识别使用者的手势，机器人会以对应的飞行轨迹回应使用者手势，同时将识别结果以及意图通过其自身搭载的LED显示屏展示给使用者。实验数据表明，向人类使用者展示的视觉信号能明显提高人类使用者和GT-MAB之间的交互体验。实验结果表明，GT-MAB作为一款新型飞行机器人，可在室内环境下安全地与人互动并有效采集人机交互数据。
关键词
气球机器人；人机交互；深度学习；人脸识别；手势识别
作者
姚宁诗，陶秋阳，刘蔚宇，刘圳，田野，王沛宇，LI Timothy，张福民 单位 佐治亚理工大学电子与计算机工程学院，美国佐治亚州，30332；2佐治亚理工大学计算机学院，美国佐治亚州，30332 引用格式 Ning-shi Yao, Qiu-yang Tao, Wei-yu Liu, Zhen Liu, Ye Tian, Pei-yu Wang, Timothy Li, Fumin Zhang, 2019. Autonomous flying blimp interaction with human in an indoor space. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 20(1): 45-59. https://doi.org/10.1631/FITEE.1800587 |
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