阮曉鋼，邢雪濤，李欣源，徐紹敏
北京工業大學人工智能與機器人研究所，北京

摘　　　要：利用嵌入式技術設計了一種桌面機器人系統，機器人體積不到２００ｃｍ３，系統利用全局攝像機采集圖像，通過無線通信組件對機器人定位導航，從而進行面向地圖繪制的智能行為研究；從桌面機器人系統采集到地圖信息，并生成神經網絡訓練樣本，利用可增長自組織特征映射圖ＧＳＯＭ（ＧｒｏｗｉｎｇＳｅｌｆ�玻铮颍纾幔睿椋�ｉｎｇＭａｐ）的地圖繪制算法，通過不斷增加新的神經元實現網絡規模的增長，從而生成以少數ＳＯＭ圖神經元分布描述環境特征信息的拓撲地圖；在機器人系統上進行了基于ＧＳＯＭ模型的自主地圖的繪制實驗，并利用所得拓撲地圖進行了準確的機器人導航實驗。實驗結果表明基于ＧＳＯＭ的自主地圖繪制方法可行，機器人系統表現出類似生物的自主智能行為。該方法可以應用于大環境下機器人的自主地圖測繪與導航。

關　鍵　詞：嵌入式；桌面機器人；自組織特征映射圖（ＳＯＭ）；神經網絡；拓撲地圖；地圖繪制

１　引　言
桌面機器人是機器人學具體化的理想較小物理系統，近年來已經成為國內外眾多研究機構研究的熱點［１�玻玻荨５珡哪壳斑@一領域研究水平來看，我國與世界發達國家有著明顯的差距，因此加強桌面機器人物理系統及機器人智能行為的研究，對提高我國在智能機器人領域的技術水平及理論水平具有重要的意義。機器人自主地圖創建，是自主移動機器人研究的關鍵問題。Ｇｙｕ�玻辏铮睿纾茫瑁铮榈热诉\用拓撲表格建立環境的拓撲地圖［３］，及莊嚴等采用幾何－拓撲混合地圖實現環境描述建立環境地圖［４］。但是要詳細地描述大環境結構需要較多的數據，會產生很多搜索與存儲的問題。為了解決這一問題，作者提出過基于ＳＯＭ算法（Ｓｅｌｆ�玻铮颍纾幔睿椋�ｉｎｇＭａｐ，自組織特征圖［５］）的ＧＳＯＭ算法（ＧｒｏｗｉｎｇＳＯＭ，可增長ＳＯＭ［６�玻罚荩�，該算法在樣本數未知情況下，通過不斷增加新的神經元自主繪制環境拓撲地圖，但未能在物理系統上驗證其有效性。因此，本文利用嵌入式技術設計了一種桌面機器人系統，并進行了應用基于ＧＳＯＭ算法的自主地圖繪制及導航實驗。

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