[发明专利]一种基于四维空间平移及旋转的心理旋转机理实现模型

摘要

本发明公开了一种基于四维空间平移及旋转的心理旋转机理实现模型，并探索其在移动机器人导航中的应用前景。该发明将灵长类动物心理旋转过程涉及的主要脑区功能量化表示，包括上顶叶皮层(SPC)，前额皮层(PFC)和前运动皮层(PMC)。SPC模块进行地图构建和图像表示；PFC模块进行特征与位姿匹配，将上顶叶皮层所得图像特征与规定阈值比较，决定是否为同一物体和同一位姿；PMC模拟旋转当前物体，通过比较当前和目标物体的点云特征图，计算旋转矩阵，进而模拟旋转当前物体，重复多次使物体之间差异最小，得到时间相关的四维旋转算子，旋转算子用于指导移动机器人的导航任务；我们的模型克服了传统导航算法学习能力差，对环境依赖强和训练代价大的缺点。

主权项

基于四维空间平移及旋转的心理旋转机理实现模型，其特征在于：包括以下步骤：S1:抽象表示上顶叶皮层的空间构图功能，输入当前物体的RGB图片和3D点云图，输出3幅颜色特征图，8幅形状特征图，4幅方向特征图和1幅点云关键点特征图；S2：抽象表示前额皮层的特征和位姿匹配功能，输入为S1得到的16幅特征图，输出为特征和位置的匹配结果；S3：抽象表示运动皮层的模拟旋转功能，输入为S2的匹配结果和S1输出的点云关键点特征图，输出为一系列与时间相关的四维旋转算子；S4：移动机器人根据S3得到的旋转算子规划下一步运动策略。