【摘 要】
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外肢体机器人作为一种与外骨骼机器人不同的新型穿戴式辅助作业机器人,其穿戴、运动与执行任务的种类与外骨骼机器人均存在较大差异。在工作空间受限等只能依靠单人作业的复杂工况下,由于外肢体对操作人员的肢体拓展,可提供作业任务辅助。但由于外肢体结构形态与工作内容等限制,且操作人员同时专注自身工作,因此识别操作人员控制意图并保证外肢体准确高效执行辅助任务成为外肢体机器人控制的难题。本论文研究的基于操作人员眼动
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外肢体机器人作为一种与外骨骼机器人不同的新型穿戴式辅助作业机器人,其穿戴、运动与执行任务的种类与外骨骼机器人均存在较大差异。在工作空间受限等只能依靠单人作业的复杂工况下,由于外肢体对操作人员的肢体拓展,可提供作业任务辅助。但由于外肢体结构形态与工作内容等限制,且操作人员同时专注自身工作,因此识别操作人员控制意图并保证外肢体准确高效执行辅助任务成为外肢体机器人控制的难题。本论文研究的基于操作人员眼动信号的感知反馈控制系统主要针对操作人员视线落点位置进行跟随,同时将各工作步骤的感知状态信号反馈至操作人员处,保证控制系统的准确与高效。本论文主要的研究工作如下:（1）提出了一种基于操作人员眼动信号的外肢体控制系统,与外肢体多源信息感知反馈系统。建立了操作人员视线数据与工作空间坐标间的联系与数据转换,实现将操作人员视线落点处的目标点转换为控制系统可识别并操作的坐标信息。建立了操作人员视线处目标点坐标传输模块,实现操作人员与外肢体间的控制与感知反馈数据传输。（2）建立了以眼动仪采集操作人员眼动信息与深度传感器采集目标点坐标间的操作人员操作目标获取系统,建立了以表面肌电设备采集操作人员控制意图的操作指令确认系统。控制系统获取操作目标坐标信息后,通过检测操作人员的肌肉收缩信号即控制意图,能够准确根据操作人员的实际控制意图将该时刻的注视位置传输至外肢体执行模块处,完成对应的辅助工作。（3）建立了外肢体工作状态信号的检测与感知反馈系统,建立了不同功能模块与工作状态的感知反馈信号模型。在外肢体眼动控制系统各功能设置实时检测模块,并依据对应功能的实际工作状态通过视觉、听觉信息传递至操作人员处,提高控制系统工作效率并保证操作人员与外肢体的工作安全。设计了操作人员眼动控制、眼动跟随、多源感知反馈策略等实验对外肢体眼动控制系统与多源信息感知反馈系统进行验证。
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