空間機(jī)器人多通道交互系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、空間機(jī)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(fù)擔(dān)，降低出艙風(fēng)險(xiǎn)。在空間機(jī)器人的諸多關(guān)鍵技術(shù)中，人機(jī)交互能力尤為重要。但按照目前人機(jī)交互技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來看，人與機(jī)器人之間還不能進(jìn)行自然友好的交互，往往需要操作者承擔(dān)大量的學(xué)習(xí)負(fù)荷。本文就如何提高操作者對(duì)空間機(jī)器人的控制和交互能力展開了研究，建立了一個(gè)基于手勢(shì)和語音輸入的多通道人機(jī)交互系統(tǒng)，通過多通道信息融合方法和信息反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了人與空間機(jī)器人自然友好的交互。

2、r>　　本文首先對(duì)手勢(shì)和語音交互通道的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究，建立了多通道人機(jī)交互接口。在手勢(shì)交互過程中，提出一種人手手勢(shì)和手臂姿勢(shì)結(jié)合的手勢(shì)表達(dá)方式，使用數(shù)據(jù)手套和體感輸入設(shè)備讀取手勢(shì)數(shù)據(jù)，建立了相關(guān)的手勢(shì)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(jìn)行識(shí)別相應(yīng)的靜態(tài)手勢(shì)。在語音交互中，基于SAPI平臺(tái)定義了語音識(shí)別的語法規(guī)則和常用語音指令詞典，實(shí)現(xiàn)了語音識(shí)別和合成功能。
　　其次，研究了手勢(shì)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(bǔ)和通道獨(dú)立3種模式。在多通道融合過程中，將各個(gè)通道的輸入信息映射為交互原語，采用填槽法來實(shí)現(xiàn)多通道的語義融合，把交互過程看作對(duì)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(jí)執(zhí)行機(jī)制，該機(jī)制基于對(duì)語音輸入、手勢(shì)輸入信號(hào)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(jī)器人的虛擬仿真模型以及多通道人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)面向任務(wù)的多通道人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)