面向人在回路空間遙操作的操作者手部行為感知與識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、隨著空間探索的日益頻繁，大量針對(duì)各種任務(wù)需求的航天器被送入太空。由于空間環(huán)境特殊，航天器在軌運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障等意外情況在所難免。依靠航天員出艙維修存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，而全自主式空間機(jī)器人在未知環(huán)境下難以滿足需求。因此，人在回路的空間遙操作逐漸成為實(shí)現(xiàn)在軌服務(wù)任務(wù)的一個(gè)重要途徑，它利用人的行為引導(dǎo)空間端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以人機(jī)結(jié)合的方式完成空間操作任務(wù)，其中操作者手部行為感知與識(shí)別是實(shí)現(xiàn)人在回路空間遙操作任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　本論文針對(duì)人在回

2、路空間遙操作的操作者手部行為感知與識(shí)別這一問(wèn)題，系統(tǒng)地研究了表面肌電信號(hào)的提取以及基于表面肌電信號(hào)的手部行為識(shí)別方法。全文的主要工作概括如下：
　　1．針對(duì)人體表面肌電信號(hào)微弱、易受環(huán)境干擾等特點(diǎn)，建立了表面肌電信號(hào)采集與存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了表面肌電信號(hào)的有效采集。
　　2．針對(duì)判斷操作者手部行為的發(fā)起情況，提出了利用 TKE算子進(jìn)行手部行為發(fā)起檢測(cè)的方法，該方法可以正確截取手部行為有效肌電信號(hào)。仿真結(jié)果表明，利用TKE算子

3、可以最為準(zhǔn)確地判斷手部行為的發(fā)起。為開展實(shí)時(shí)手勢(shì)識(shí)別奠定了方法和理論基礎(chǔ)。
　　3．為更加充分利用所獲取的肌電信息，提出了基于肌電信號(hào)層級(jí)分類的手部行為識(shí)別方法，通過(guò)引入針對(duì)肌電信號(hào)的層級(jí)分類方法，能夠從多側(cè)面反映肌電信號(hào)的特征，從而可以利用較少電極獲取的肌電信息，識(shí)別出較多手勢(shì)動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用層級(jí)分類方法可以在僅使用2個(gè)表面肌電電極的情況下，以較高的識(shí)別率識(shí)別出8個(gè)常用手勢(shì)，比未采用層級(jí)分類方法具有更好的識(shí)別效果。該方法

4、為基于肌電信號(hào)識(shí)別手勢(shì)動(dòng)作提供了新的思路。
　　4．針對(duì)處于不同狀態(tài)的操作者或者更換操作者時(shí)，肌電水平往往出現(xiàn)差別的情況，提出了一種自適應(yīng)閾值的識(shí)別算法，建立了能夠根據(jù)操作者實(shí)時(shí)肌電水平，調(diào)整檢測(cè)有效肌電信號(hào)閾值大小的機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，依據(jù)自適應(yīng)閾值識(shí)別算法，可以顯著提高操作者展握拳的識(shí)別率。
　　5．利用基于氣浮式微重力平臺(tái)的地面驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了空間機(jī)器人抓捕目標(biāo)的地面驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)操作者手部行為感知與識(shí)別展開實(shí)驗(yàn)