×

光流处理中间神经元定向运动偏好的控制理论解释。 (英语) Zbl 1403.92042号

小结:在本文中,我们形式化了已识别的苍蝇小叶板切向细胞的光流处理,并开发了一个控制理论框架,该框架建议如何组合这些细胞的信号并用于实现反射式导航行为。我们表明,该反馈增益合成任务可以被视为静态状态估计和线性反馈控制的组合问题。我们的框架允许我们分析和确定光流测量和执行器命令之间的关系,这大大简化了在地面和空中机器人平台上实施生物启发的控制架构。

MSC公司:

92C20美元 神经生物学
93B52号 反馈控制
93亿B50 合成问题
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Argyros A、Tsakiris D、Groyer C(2004),带全景传感器的移动机器人仿生定心行为。IEEE机器人与自动化杂志第21-30页
[2] Baraniuk,R.,压缩传感讲座,IEEE Signal Process Mag,24,118-121,(2007)·doi:10.1109/MSP.2007.4286571
[3] 巴罗斯,德国劳埃德船级社;Chahl,J。;Srinivasan,M.,《受生物启发的视觉传感和飞行控制》,Aeronaut J,107,159-168,(2003)
[4] Borst,A。;Haag,J.,《苍蝇驾驶舱中的神经网络》,《计算机生理学杂志》,188419-437,(2002)·doi:10.1007/s00359-002-0316-8
[5] 布鲁斯,AR;Horn,KP,被动导航,Comput-Vis图形图像处理,21,3-20,(1983)·doi:10.1016/S0734-189X(83)80026-7
[6] Buschbeck,E。;Strausfeld,N.,《神经结构与视觉表现的相关性:双翅目视觉系统的系统发育保守性和变异》,《计算机神经学杂志》,383282-304,(1997)·doi:10.1002/(SICI)1096-9861(19970707)383:3<282::AID-CNE2>3.0.CO;2-#
[7] 库姆斯,D。;赫尔曼,M。;洪,TH;Nashman,M.,使用中心流发散和外围流实时避障,IEEE Trans-Robot Autom,14,49-59,(1998)·doi:10.1109/70.660840
[8] Cuntz,H。;哈格,J。;福斯特纳,F。;塞格夫,I。;Borst,A.,通过苍蝇视觉中间神经元之间的轴突间隙连接对流场参数进行稳健编码,美国国家科学院院刊,104,10229-10233,(2007)·doi:10.1073/pnas.0703697104
[9] Dahmen,HJ;密苏里州弗兰兹;Krapp,H。;Zanker,J.(编辑);Zeil,J.(编辑),《从光流中提取自我运动:精度极限和神经匹配滤波器》,143-168,(2001),柏林
[10] Duchon A(1996)使用光流的迷宫导航。摘自:《第四届自适应行为模拟国际会议论文集》,马萨诸塞州坎布里奇,第224-232页
[11] Egelhaaf,M.,《通过苍蝇视觉系统中的相对运动进行图形-地面辨别的神经元基础》。二、。图检测细胞,一类新的视觉中间神经元,Biol Cybern,52,195-209,(1985)
[12] 埃格尔哈夫,M。;Borst,A.,《苍蝇的运动计算和视觉定向》,《Comp生物化学物理杂志》,104A,659-673,(1993)·doi:10.1016/0300-9629(93)90144-S
[13] 埃格尔哈夫,M。;科恩,R。;克拉普,H。;Kretzberg,J。;Kurtz,R。;Warzecha,A.,行为相关视觉运动信息的神经编码,《神经科学趋势》,25,96-102,(2002)·doi:10.1016/S0166-2236(02)02063-5
[14] Franceschini,N。;JM Pichon;Blanes,C.,《从昆虫视觉到机器人视觉》,Philos Trans R Soc Lond B,337,283-294,(1992)·doi:10.1098/rstb.1992.0106
[15] 密苏里州Franz;Krapp,HG,宽场运动敏感神经元和光学流场匹配滤波器,Biol Cybern,83,185-197,(2000)·doi:10.1007/s004220000163
[16] 密苏里州弗兰兹;Mallot,HA,仿生机器人导航,机器人自动系统,30,133-153,(2000)·doi:10.1016/S0921-8890(99)00069-X
[17] 密苏里州Franz;查尔,JS;Krapp,HG,昆虫刺激下的自我运动估计,神经计算,16,2245-2260,(2004)·兹比尔1054.92009 ·doi:10.1162/0899766041941899
[18] 吉布森J(1950)《视觉世界的感知》。Houghton Mifflin,马萨诸塞州波士顿
[19] Green PY,Oh WE,Barrows G(2004),昆虫启发的飞行视觉,用于在近地环境中进行自主空中机器人操作。收录:路易斯安那州新奥尔良IEEE机器人与自动化国际会议记录
[20] Grunwald AJ(2005)遥控室内微型悬停车辆的稳定性和控制。收录:美国航空航天局制导、导航和控制会议及展览记录,加利福尼亚州旧金山
[21] Gurfil,P。;Rotstein,H.,使用子空间约束方法从视觉运动中估计部分飞机状态,制导控制动力学杂志,241016-1028,(2001)·数字对象标识代码:10.2514/2.4811
[22] 哈格,J。;Borst,A.,由垂直-水平网络相互作用形成的运动敏感神经元的方向调谐,《Comp Physiol A杂志》,189363-370,(2003)
[23] Harrison,R.,一种受生物启发的视觉碰撞检测模拟集成电路,IEEE Trans Circuits Syst,52,2308-2318,(2005)·doi:10.1109/TCSI.2005.853517
[24] Hausen,K.,苍蝇视觉运动系统中的运动敏感中间神经元,第一部分:水平细胞:结构和信号,Biol Cybern,45,143-156,(1982)·doi:10.1007/BF00335241
[25] Hausen,K.,苍蝇视觉运动系统中的运动敏感中间神经元。第二部分。水平细胞:感受野组织和反应特征,Biol Cybern,46,67-79,(1982)·doi:10.1007/BF00335352
[26] Hausen K(1993)昆虫视网膜图像流的解码。在:Miles F,Wallman J视觉运动及其在凝视稳定中的作用。阿姆斯特丹爱思唯尔出版社,第203-235页
[27] Hengstenberg,R.,《昆虫动眼神经系统的多感官控制》,《Oculomot Res评论》,第5期,第285-298页,(1993年)
[28] Hengstenberg,R。;豪森,K。;Hengstenberg,B.,红头丽蝇小叶板中巨大垂直细胞(vs)的数量和结构,《计算机生理杂志》,149163-177,(1982)·doi:10.1007/BF00619211
[29] Hrabar S,Sukhatme GS(2004)无人机在城市峡谷中基于光流导航的两种相机配置的比较。收录:IEEE智能机器人和系统国际会议论文集,日本仙台
[30] 亨伯特,JS;Hyslop,AM,《仿生视觉运动融合》,IEEE Trans-Robot,26,121-130,(2010)·doi:10.1109/TRO.2009.2033330
[31] Humbert JS、Murray RM、Dickinson MH(2005)《视觉导航和飞行控制系统中的传感器融合》。附:第16届国际会计师联合会世界大会会议记录,捷克共和国普拉哈
[32] 休斯顿,SJ;Krapp,HG,苍蝇凝视稳定系统中的视觉运动变换,PLoS Biol,6,e173,(2008)·doi:10.1371/journal.pbio.0060173
[33] Hyslop,A。;Humbert,J.,《使用光流宽场集成的三维城市环境中的自主导航》,AIAA J制导控制Dyn,33,147-159,(2010)·数字对象标识代码:10.2514/1.43778
[34] Karmeier,K。;Hateren,J。;科恩,R。;Egelhaaf,M.,由一群苍蝇运动敏感神经元对自然主义光流进行编码,神经生理学杂志,96,1602-1614,(2006)·doi:10.1152/jn.0023.2006
[35] Kehoe JJ,Watkins AS,Causey RS,Lind R(2006)使用视差加权特征跟踪的光流进行状态估计。In:AIAA制导、导航和控制会议和展览记录,科罗拉多州Keystone
[36] Koenderink,JJ;AJ Doorn,《光流事实》,Biol Cybern,56,247-254,(1987)·Zbl 0608.92023号 ·doi:10.1007/BF00365219
[37] Krapp,H.,用于飞行昆虫光流处理的神经匹配滤波器,《神经生物学国际评论》,44,93-120,(2000)·doi:10.1016/S0074-7742(08)60739-4
[38] Krapp,H。;Hengstenberg,R.,通过单个视觉中间神经元的光流处理估计自我运动,Lett Nat,384,463-466,(1996)·数字对象标识代码:10.1038/384463a0
[39] Krapp,H。;Hengstenberg,B。;Hengstenberg,R.,苍蝇视流处理中间神经元的树突结构和感受野组织,《神经生理学杂志》,791902-1917,(1998)
[40] 克拉普,HG;Hengstenberg,R。;Egelhaaf,M.,双目对苍蝇视觉系统中光流处理的贡献,神经生理学杂志,85,724-734,(2001)
[41] Land M,Nilsson D(2002)《动物眼睛》。牛津大学出版社
[42] 林德曼,J。;科恩,R。;Hateren,J。;里特,H。;Egelhaaf,M.,《关于分析自然光流的计算:苍蝇视觉通路的定量模型分析》,《神经科学杂志》,25,6435-6448,(2005)·doi:10.1523/JNEUROSCI.1132-05.2005
[43] 林德曼,J。;韦斯,H。;莫勒,R。;Egelhaaf,M.,Saccadic飞行策略有助于避免碰撞:网飞的闭环性能,Biol Cybern,98,213-227,(2008)·兹比尔1172.92330 ·doi:10.1007/s00422-007-0205-x
[44] Lucas B,Kanade T(1981)立体视觉应用的迭代图像配准技术。附:第七届国际人工智能联合会议论文集
[45] Miao AX、Zacharias GL、Warren R(1996)《图像序列的被动导航——从业者的方法》。附:美国国际航空航天局飞行模拟技术会议记录,加利福尼亚州圣地亚哥
[46] Muratet,L。;Doncieux,S。;布里埃尔,Y。;Meyer,J.,《对城市环境中基于视觉的自动直升机飞行的贡献》,机器人自动系统,50,195-209,(2005)·doi:10.1016/j.robot.2004.09.017
[47] Reichardt,W.,运动检测器对光学运动信息的评估,《计算机物理杂志》A,161,533-547,(1987)·doi:10.1007/BF00603660
[48] Santos-Victor,J。;Sandini,G.,《嵌入式导航视觉行为》,机器人自动系统,19,299-313,(1997)·doi:10.1016/S0921-8890(96)00058-9
[49] Santos-Victor,J。;桑迪尼,G。;Curroto,F。;Garibaldi,S.,《从蜜蜂到机器人的自主导航中的发散立体声》,《国际计算机视觉杂志》,第14期,第159-177页,(1995年)·doi:10.1007/BF01418981
[50] Serres J,Ruffier F,Franceschini N(2005)两个用于速度控制和避障的光学流量调节器。摘自:2月于意大利比萨举行的IEEE医疗机器人和生物机电国际会议记录
[51] Serres,J.(塞雷斯,J.)。;Dray,D。;Ruffier,F。;Franceschini,N.,《微型飞行器基于视觉的自动驾驶仪:联合速度控制和侧向避障》,Auton Robots,25,103-122,(2008)·doi:10.1007/s10514-007-9069-0
[52] 斯里尼瓦桑,M。;Zhang,S.,昆虫的视觉运动计算,《神经科学年鉴》,27,679-696,(2004)·doi:10.1146/annurev.neuro.27.070203.144343
[53] 斯里尼瓦桑,MV;Zhang,西南;莱勒,M。;科莱,TS,《通往目标的蜜蜂导航:目视飞行控制和里程计》,《实验生物学杂志》,199237-244,(1996)
[54] 斯里尼瓦桑,M。;查尔,JS;韦伯,K。;SVMG Nagle;Zhang,SW,受昆虫视觉原理启发的机器人导航,机器人自动系统,26203-216,(1999)·doi:10.1016/S0921-8890(98)00069-4
[55] Stevens B,Lewis FL(2003)《飞机控制与仿真》。新泽西州霍博肯威利
[56] Strausfeld NJ(1976)昆虫大脑图谱。柏林施普林格
[57] 塔默罗,LF;Dickinson,MH,视觉景观对果蝇自由飞行行为的影响黑腹果蝇《实验生物学杂志》,205,327-343,(2002)
[58] 泰勒,G。;Krapp,H.,《感觉系统和飞行稳定性:昆虫测量什么,为什么?》?,《高级昆虫生理学》,34,231-316,(2007)·doi:10.1016/S0065-2806(07)34005-8
[59] Webb、TP;Prazenica,RJ;AJ库迪拉;Lind,R.,基于视觉的自主微型飞行器状态估计,制导控制动力学杂志,30816-826,(2007)·数字对象标识代码:10.2514/1.22398
[60] 韦伯,K。;Venkatesh,S。;Srinivasan,M.,受昆虫视觉原理启发的机器人导航,机器人自动系统,26203-216,(1999)·doi:10.1016/S0921-8890(98)00069-4
[61] 木材,R。;阿瓦达努拉,S。;Sahai,R。;斯特尔茨,E。;Fearing,R.,《首次起飞具有生物灵感的超大型机器人昆虫》,IEEE Trans-Robot,24,341-347,(2008)·doi:10.1109/TRO.2008.916997
[62] 朱弗里,JC;Floreano,D.,超轻型室内飞机的飞行视觉转向,IEEE Trans Robot,22137-146,(2006)·doi:10.1109/TRO.2005.858857
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。