复杂工业场景模式识别的探索与研究

丁雪 刘颖

摘 要：随着对模式识别领域研究的深入，场景识别广泛应用于日常生活中。但对于复杂工业场景识别的研究还是空白。对复杂工业场景模式识别的研究，有助于大大提高复杂工业现场的自动化程度。

关键词：复杂工业场景 场景识别 模式识别

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-01

近几年来，对场景模式识别的研究越来越多，越来越细化。但是国内外的研究者都围绕着对生活场景和医用诊断等方面研究，忽略了重要的复杂工业领域。该文针对复杂工业场景模式识别的问题进行了探索与研究。

1 场景模式识别简介

1.1 模式识别简介

模式识别是对信号（图像、视频、声音等）进行分析，对其中的物体对象或行为进行判别和解释的过程。模式识别是人类的一项基本智能，在日常生活中，人们经常在进行“模式识别”。随着20世纪40年代计算机的出现以及50年代人工智能的兴起，人们当然也希望能用计算机来代替或扩展人类的部分脑力劳动。（计算机）模式识别在20世纪60年代初迅速发展并成为一门新学科。

在模式识别系统的研究中，模式分类是最重要的一个主题。它的中心任务就是找出某“类”事物的本质属性， 即在一定的度量和观测的基础上把待识别的模式划分到各自模式类中。

1.2 场景模式识别简介

由于模式识别的对象是存在于感知信号中的物体和现象，那么它研究的内容还包括信号、图像、视频的处理、分割、形状和运动分析等，以及面向应用（如文字识别、语音识别、生物认证、医学图像分析、遥感图像分析等）的方法和系统研究。

场景模式识别，又叫做场景分类。它是根据视觉感知组织原理，找出图像中存在的某些特定区域，这些区域可能是整幅图像，也可能是图像中的某个区域，其目标是根据给定的一组语义类别对图像数据库进行自动标注，如海岸、山脉、森林等。

2 复杂工业场景模式识别研究

在现代科技学术不断发展的今天，怎样让计算机具有人的智能，是当前很多科研工作者研究的主要内容。尽管现有的场景分类已经囊括了海洋、山脉、森林、街道、建筑物等在内的生活场景，但是在复杂工业场景上的研究与应用至今还是空白。本研究主要是服务于室内外移动机器人，应用于复杂工业控制现场等不适宜人工操作的环境。以往的移动机器人在作业时，通常使用传感器以及超声波对场景进行识别分类。本研究则应用机器人视觉来对场景进行识别。与以前的识别方法相比，机器人视觉更直观更稳定更可靠。

复杂工业现场的设备与管道很多，不适宜工人长期驻守。本研究最终目的在于提高复杂工业现场的自动化程度。任何一个复杂工业现场都可以大致分为两类，即室内场景与室外场景。室内场景即中央控制室，室外场景即现场设备与管道。这样，移动机器人在复杂工业现场巡视时，便可依据这两类来进行现场操作以及蔽障绕行等行为。

3 复杂工业场景模式识别研究流程图

4 结语

复杂工业场景模式识别研究的意义重大，不仅可以提高复杂工业现场的自动化程度，而且将模式识别场景分类由生活领域和医用领域扩展到了工业领域。丰富了模式识别的内容，使模式识别的研究更

全面。