空間機器人多通道交互系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、空間機器人能夠協(xié)助或代替宇航員完成一些空間任務(wù)，以此來減輕宇航員的工作負擔，降低出艙風險。在空間機器人的諸多關(guān)鍵技術(shù)中，人機交互能力尤為重要。但按照目前人機交互技術(shù)發(fā)展狀況來看，人與機器人之間還不能進行自然友好的交互，往往需要操作者承擔大量的學習負荷。本文就如何提高操作者對空間機器人的控制和交互能力展開了研究，建立了一個基于手勢和語音輸入的多通道人機交互系統(tǒng)，通過多通道信息融合方法和信息反饋機制，實現(xiàn)了人與空間機器人自然友好的交互。

2、r>　　本文首先對手勢和語音交互通道的實現(xiàn)方法進行了研究，建立了多通道人機交互接口。在手勢交互過程中，提出一種人手手勢和手臂姿勢結(jié)合的手勢表達方式，使用數(shù)據(jù)手套和體感輸入設(shè)備讀取手勢數(shù)據(jù)，建立了相關(guān)的手勢數(shù)據(jù)庫，分別利用模板匹配法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行識別相應(yīng)的靜態(tài)手勢。在語音交互中，基于SAPI平臺定義了語音識別的語法規(guī)則和常用語音指令詞典，實現(xiàn)了語音識別和合成功能。
　　其次，研究了手勢和語音通道的信息融合策略?？紤]不同通道之

3、間的關(guān)聯(lián)性，將通道關(guān)系分為通道冗余、通道互補和通道獨立3種模式。在多通道融合過程中，將各個通道的輸入信息映射為交互原語，采用填槽法來實現(xiàn)多通道的語義融合，把交互過程看作對槽的填充過程，通過判斷任務(wù)槽填充的完整度來明確操作者意圖。提出了一種任務(wù)優(yōu)先級執(zhí)行機制，該機制基于對語音輸入、手勢輸入信號的并行處理提高了交互的輸入帶寬和效率。
　　最后，構(gòu)建了空間機器人的虛擬仿真模型以及多通道人機交互界面，實現(xiàn)了一個面向任務(wù)的多通道人機對話系統(tǒng)