基于姿态识别的机器人人机交互系统设计-论文.pdf

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1、2015年7月计算机工程与设计July2015第36卷第7期COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNVo1．36No．7基于姿态识别的机器人人机交互系统设计石琪琦，庄杰，黄炜，张佳东，左轩尘(1．电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都611731；2．国网成都供电公司，四川成都611731)摘要：针对现有遥机器人人机交互系统依赖于视频信息使操控性能不稳定的问题，设计并实现一种基于姿态传感器的人机交互系统。利用姿态传感器获取人的姿态信息并对其进行解算，通过基于D-S证据理论的信息融合法对姿态进行判定，使用语音确定动作指令的发送，对复杂

2、动作进行组合，简化操作，通过“双虚拟模型”获取远端机器人的姿态，对运动轨迹进行修正。实验结果表明，该系统具有高稳定、高准确率及易操作的特点。关键词：姿态传感器；D-S证据理论；双虚拟模型；语音识别；机械臂中图法分类号：TP241文献标识号：A文章编号：1000—7024(2015)07—1921—06doi：10．16208／j．issnl000～7024．2015．07．047Designofhuman—robotinteractionsystembasedongesturerecognitionSHIQi—qi，ZHUANGJie，HUANGWe

3、i，ZHANGJia-dong，ZUOXuan-chen(1．SchoolofCommunicationandInformationEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China；2．StateGridChengduPowerSupplyCompany，Chengdu611731，China)Abstract：Ahuman-robotinteraction(HRI)systembasedongesturerecognitionW3Sde

4、signedandimplenmentedtoaddresstheunstableperformanceproblemofthecurrentoperationsystems．Thegestureinformationwasaquiredandcalculatedusingges—turerecognitionsensors，andthegesturewasjudgedusingtheinformationfusionofD-Sevidencetheory．Moreover，theactioncommandwassentusingspeechandc

5、omplexmovementsweregroupedtogetherwithspeechinstructiontOsimplifytheopera—tion．Usingthefeedbackfromdoublevirtualmodel，theknowledgeofromoterobotgesturewasobtainedandthemovementlocuswasadjustedaccordingly．Theexperimentalresultsdemonstratgthehighstablebility，accuracyandeasyoperati

6、onofthepro—posedHRIsystem．Keywords：attitudesensor；D-Sevidencetheory；doublevirtualmodel；speechrecognition；mechanicalarm传感器信息的融合进行姿态识别，利用语音识别作为姿态0引言控制系统的辅助模块实现了对远程机器人更准确地控制。设计基于姿态识别的人机交互系统关键在于姿态信息现有人机交互系统中操作员通常是通过基于视频融合的增的获取与远端机器人信息的反馈两个方面[1]现常用识别强现实技术获取远程机器人的反馈信息，但是视频信息的人体姿态的方法为

7、文献[3，4]中所用图像分析法。这种传输存在较大时延，且操作者无法确认远程机器人的运动方法对环境的依赖性较强，而且无线通信环境下所输出的轨迹是否与所预期的运动轨迹一致，本文所设计的以双虚图像信号可能会受到干扰[5]，这就会给识别带来较大误差。拟模型为主、视频采集为辅的远程机器人姿态信息反馈法为了解决这些问题，本文使用可穿戴设备配备姿态传感器很好得解决了这个问题。的姿态识别法，此方法更加方便、简单，受环境影响更小，1人机交互系统的总体设计且可实现在任何地方对远程机器人的控制。在本文中采用陀螺仪与加速度传感器获取人体姿态信息，通过对各姿态人机交互系统的整

8、体结构框架如图1所示。收稿日期：2014—07—27；修订日期：2014—10—15基金项目：上海航天科技创