基于多点触摸的协作机器人近似最优人机交互控制算法

摘要

针对人机交互系统中现有方法无法准确捕捉用户的操作意图，动态环境适应性较差，导致人机交互精准性不佳的问题，为提高协作机器人在作业过程中的人机交互精准性，提出一种基于多点触摸的近似最优人机交互控制方法.首先，基于人机交互的多点触摸动作匹配，建立交互手势动作序列图像传导函数，提取交互手势特征，分析图像相似度特征分量，根据像素值得出动作判断的模糊度集合，以实现对多点触摸动作的匹配，从而准确捕捉用户的操作意图；其次，考虑机器人运动条件和摩擦力因素，建立摩擦力近似最优约束方程，以保证机器人移动交互的平衡性和稳定性；最后，获取交互手臂的期望响应，利用Lagrange方程描述多点触摸条件下的人机交互状态，建立交互动作动力学方程，引入交互控制变量，利用自适应模糊控制体系输出近似最优控制结果，以提高动态环境适应性，并根据实际情况调整控制策略，更好地满足人机交互的需求.实验结果表明，该方法能有效完成人机交互控制，识别率高达94%以上，控制时延误差较小，为0.03×10^-3 s,且迭代收敛速度快，具有更好的控制效果.

关键词

多点触摸 / 协作机器人 / 近似最优求解 / 人机交互 / 控制算法

基金资助

国家社会科学基金(批准号：BLA210217)