發(fā)布時間：2020-04-17 00:50

【摘要】：人機(jī)協(xié)同是非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下完成特定任務(wù)的有效模式,空間信息認(rèn)知與交互是人機(jī)協(xié)同完成任務(wù)的基本要素之一。由于人機(jī)空間信息認(rèn)知的非一致性,傳統(tǒng)的人機(jī)協(xié)同任務(wù)中,人機(jī)協(xié)同模式大多采用結(jié)構(gòu)化、高頻次的控制指令進(jìn)行交互,交互效率低下,人的負(fù)荷較大。本研究分析人-機(jī)空間認(rèn)知特性及差異性,擬合人-人之間空間信息交互的特性規(guī)律,構(gòu)建機(jī)器人的空間認(rèn)知模型,實(shí)現(xiàn)人機(jī)在空間信息認(rèn)知架構(gòu)上的一致性,從而提升人機(jī)交互的效率。首先,分析任務(wù)需求、場景特點(diǎn)、人機(jī)特性和現(xiàn)有人機(jī)協(xié)同模式,結(jié)合模糊層次分析的決策方法,提出了與任務(wù)相匹配的高度人機(jī)協(xié)同模式,并以此構(gòu)建人機(jī)協(xié)同及交互的總體架構(gòu)。接下來,以月面探測任務(wù)為例,開展了人-人協(xié)同交互實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)考察人對于目標(biāo)特征、空間關(guān)系、空間參考框架的認(rèn)知與表達(dá)特點(diǎn),建立相關(guān)空間信息表達(dá)語料庫,以實(shí)現(xiàn)自然語言的解析以及機(jī)器人空間認(rèn)知模型的知識基礎(chǔ)。然后,基于人-人協(xié)同交互過程中所體現(xiàn)的感知與認(rèn)知特性,綜合ACT-R認(rèn)知理論架構(gòu),構(gòu)建機(jī)器人空間信息認(rèn)知模型,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人目標(biāo)識別與定位、參考框架的解析與轉(zhuǎn)化、空間關(guān)系的計(jì)算、路徑規(guī)劃等空間信息的認(rèn)知與推理能力。最后,搭建人機(jī)協(xié)同的原型交互系統(tǒng),以月面探測任務(wù)中目標(biāo)定位與導(dǎo)航任務(wù)為例,驗(yàn)證了機(jī)器人空間認(rèn)知建模及人機(jī)協(xié)同空間認(rèn)知方法的有效性。
【圖文】：

Robonaut2機(jī)器人因此，要使得人和機(jī)器人完成高層次的協(xié)同任務(wù)，機(jī)器人需要具備類人的空間感

圖 1.2 SSH 模型構(gòu)建的地圖[31]環(huán)境的認(rèn)知與表征大多主要依賴于視覺不同，機(jī)器人的覺、測距等類型傳感器等。視覺傳感器是機(jī)器人獲取外這種方式獲取信息量豐富，，使用較為方便并且受傳感器趣點(diǎn)檢測法[34]、圖像外觀法[35]進(jìn)行視覺信息的處理。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

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