基于多点触摸的协作机器人近似最优人机交互控制算法

来源：吉林大学学报·理学版杂志2024年第5期北京时间：

作者：刘冰, 张岩

单位：沈阳师范大学 计算机与数学基础教学部, 沈阳 110034

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0.03×10-3s, 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