本文選題：共享控制　切入點(diǎn)：主從遙操作　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：人類對(duì)自然資源開發(fā)和利用的過程中,機(jī)器人發(fā)揮的作用越來越大。以現(xiàn)有的控制和人工智能水平,短期內(nèi)研制出在未知環(huán)境下全自動(dòng)機(jī)器人是一個(gè)難以達(dá)到的目標(biāo),將機(jī)器人自主控制和操作者的高級(jí)決策融合在一起是目前的研究趨勢(shì)。但是在現(xiàn)有的幾種共享控制方式中,操作者控制和機(jī)器自主控制分別控制機(jī)器人的不同自由度,或者在時(shí)間上予以劃分,人類決策和機(jī)器人智能在控制回路上依然相對(duì)獨(dú)立,人機(jī)融合度不高。為了解決共享控制中的人機(jī)融合問題,本文建立了基于信任模型的機(jī)器人共享控制策略。首先根據(jù)人工勢(shì)場(chǎng)理論建立基于視覺的虛擬引導(dǎo)力,然后通過基于人機(jī)信任模型的模糊邏輯系統(tǒng)實(shí)時(shí)得到機(jī)器自主控制和操作者控制所占的權(quán)重,最后采用力融合機(jī)器人共享控制方法,將人手力和虛擬引導(dǎo)力融合,由位置預(yù)測(cè)器得到運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),控制手控器的運(yùn)動(dòng)和機(jī)器人的位置隨動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)人類智能與機(jī)器智能的集成。針對(duì)基于信任模型的共享控制策略,本文主要完成了以下工作:1、分別計(jì)算手控器和機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué),設(shè)計(jì)手控器坐標(biāo)系到機(jī)器人坐標(biāo)系的位置和姿態(tài)的映射關(guān)系。2、建立人機(jī)信任模型,詳細(xì)說明了操作者、機(jī)器人、環(huán)境等影響對(duì)人機(jī)信任關(guān)系的影響。在遙操作系統(tǒng)運(yùn)行過程中,人機(jī)之間的信任水平始終保持在一個(gè)合適的水平。3、將人機(jī)信任度和機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)這兩個(gè)量作為輸入,根據(jù)信息融合的模糊邏輯法,建立模糊邏輯系統(tǒng),由模糊推理得到操作者控制和機(jī)器人自主控制各自實(shí)時(shí)的權(quán)重。4、建立基于信任模型的共享控制策略,操作者的操作力和機(jī)器人自主引導(dǎo)力分別乘以相應(yīng)的權(quán)值系數(shù)并相加,使用融合力控制手控器和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。5、在VS+Qt環(huán)境下編寫控制程序,采用多線程編程的方式,并以合理的時(shí)序安排各子功能模塊的運(yùn)行。在搭建好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證本文共享控制策略的有效性。
[Abstract]:In the process of human exploitation and utilization of natural resources, robots play a more and more important role. With the existing level of control and artificial intelligence, it is difficult to achieve the goal of developing fully automatic robots in the unknown environment in the short term. It is a research trend to combine robot autonomous control with advanced decision making. However, among the existing shared control methods, operator control and machine autonomous control respectively control the different degrees of freedom of the robot. Or divided in time, human decision-making and robot intelligence are still relatively independent in the control loop, the degree of human-computer fusion is not high. In order to solve the problem of human-computer fusion in shared control, In this paper, the shared control strategy of robot based on trust model is established. Firstly, based on the theory of artificial potential field, the virtual guiding force based on vision is established. Then, the weights of machine autonomous control and operator control are obtained by fuzzy logic system based on man-machine trust model in real time. Finally, the force fusion robot sharing control method is used to combine the manual force and virtual guiding force. The motion trend is obtained from the position predictor, and the movement of the hand controller and the position follower of the robot are controlled, so that the integration of human intelligence and machine intelligence is realized, and the shared control strategy based on trust model is proposed. This paper mainly completes the following work: 1, calculates the kinematics of the hand controller and the robot, designs the mapping relationship between the position and attitude of the hand controller coordinate system to the robot coordinate system, establishes the man-machine trust model, explains the operator, the robot, the robot, the robot, the robot, the robot, the robot, the robot, the robot, the robot and the robot. The influence of environment on man-machine trust. During the operation of remote operating system, the level of trust between human and computer is always kept at a suitable level .3. the two variables of man-machine trust and the running state of robot are taken as input. According to the fuzzy logic method of information fusion, the fuzzy logic system is established, and the real-time weights of operator control and robot autonomous control are obtained by fuzzy reasoning, and the shared control strategy based on trust model is established. The operator's operating force and the robot's autonomous guiding force are multiplied by the corresponding weight coefficients and added together respectively, and the fusion force is used to control the hand controller and the robot's movement .5. the control program is written under the environment of vs QT, and the multithread programming method is adopted. The operation of each sub-function module is arranged with reasonable timing, and the experiment is carried out on a good experimental platform to verify the effectiveness of the shared control strategy in this paper.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

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