基于在线信息体构建与维护的长期自治家庭服务机器人环境理解方法

来源：机器人杂志2025年第2期北京时间：

作者：杨峻峰, 田国会, 邵旭阳

摘要：家庭服务机器人长期自治是其智能化的基础。然而服务机器人在家庭环境中实现长期自治仍然存在环境理解困难、对环境变化的适应性差等问题。为此，提出了一种在线的信息体构建和维护方法，为机器人提供实时、可靠且全面的物品信息，以实现对环境的精准认知。首先，为了一体化地表征环境中物品的物理和语义信息，构建了一种可适应多种服务任务的信息表达形式：信息体。在此基础上，提出了基于物品空间特征、语义信息以及置信度的信息体更新策略，实现了针对物品实例的高精度的信息自动提取。此外，考虑了相邻信息体的语义丰富度与置信度，并结合最优观测点，提出了一种选择性的主动信息维护方法，以较低的计算量实现对环境的整体感知。最后，在模拟和真实实验中验证了方法的有效性。实验结果表明，本文方法可以准确、丰富地描述环境信息，并且实现高效、完整的信息维护，以满足长期自治的需求。

关键词：环境理解, 家庭场景, 服务机器人, 导航, 服务任务