復雜工業場景模式識別的探索與研究

丁雪 劉穎

摘 要：隨著對模式識別領域研究的深入，場景識別廣泛應用于日常生活中。但對于復雜工業場景識別的研究還是空白。對復雜工業場景模式識別的研究，有助于大大提高復雜工業現場的自動化程度。

關鍵詞：復雜工業場景 場景識別 模式識別

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-01

近幾年來，對場景模式識別的研究越來越多，越來越細化。但是國內外的研究者都圍繞著對生活場景和醫用診斷等方面研究，忽略了重要的復雜工業領域。該文針對復雜工業場景模式識別的問題進行了探索與研究。

1 場景模式識別簡介

1.1 模式識別簡介

模式識別是對信號（圖像、視頻、聲音等）進行分析，對其中的物體對象或行為進行判別和解釋的過程。模式識別是人類的一項基本智能，在日常生活中，人們經常在進行“模式識別”。隨著20世紀40年代計算機的出現以及50年代人工智能的興起，人們當然也希望能用計算機來代替或擴展人類的部分腦力勞動。（計算機）模式識別在20世紀60年代初迅速發展并成為一門新學科。

在模式識別系統的研究中，模式分類是最重要的一個主題。它的中心任務就是找出某“類”事物的本質屬性， 即在一定的度量和觀測的基礎上把待識別的模式劃分到各自模式類中。

1.2 場景模式識別簡介

由于模式識別的對象是存在于感知信號中的物體和現象，那么它研究的內容還包括信號、圖像、視頻的處理、分割、形狀和運動分析等，以及面向應用（如文字識別、語音識別、生物認證、醫學圖像分析、遙感圖像分析等）的方法和系統研究。

場景模式識別，又叫做場景分類。它是根據視覺感知組織原理，找出圖像中存在的某些特定區域，這些區域可能是整幅圖像，也可能是圖像中的某個區域，其目標是根據給定的一組語義類別對圖像數據庫進行自動標注，如海岸、山脈、森林等。

2 復雜工業場景模式識別研究

在現代科技學術不斷發展的今天，怎樣讓計算機具有人的智能，是當前很多科研工作者研究的主要內容。盡管現有的場景分類已經囊括了海洋、山脈、森林、街道、建筑物等在內的生活場景，但是在復雜工業場景上的研究與應用至今還是空白。本研究主要是服務于室內外移動機器人，應用于復雜工業控制現場等不適宜人工操作的環境。以往的移動機器人在作業時，通常使用傳感器以及超聲波對場景進行識別分類。本研究則應用機器人視覺來對場景進行識別。與以前的識別方法相比，機器人視覺更直觀更穩定更可靠。

復雜工業現場的設備與管道很多，不適宜工人長期駐守。本研究最終目的在于提高復雜工業現場的自動化程度。任何一個復雜工業現場都可以大致分為兩類，即室內場景與室外場景。室內場景即中央控制室，室外場景即現場設備與管道。這樣，移動機器人在復雜工業現場巡視時，便可依據這兩類來進行現場操作以及蔽障繞行等行為。

3 復雜工業場景模式識別研究流程圖

4 結語

復雜工業場景模式識別研究的意義重大，不僅可以提高復雜工業現場的自動化程度，而且將模式識別場景分類由生活領域和醫用領域擴展到了工業領域。豐富了模式識別的內容，使模式識別的研究更

全面。