四足機(jī)器人腦機(jī)協(xié)作導(dǎo)航與規(guī)劃.pdf

1、人機(jī)交互和協(xié)作是智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的核心問(wèn)題之一，“腦機(jī)接口”（人腦-計(jì)算機(jī)接口）技術(shù)立足于直接獲取并識(shí)別人腦活動(dòng)信息，而成為人機(jī)交互及協(xié)作的重要發(fā)展方向。然而，腦機(jī)接口目前所能夠獲得的腦電信息種類(lèi)數(shù)量還較為有限，腦電信號(hào)的生成和提取需要較長(zhǎng)時(shí)間，且信號(hào)解碼存在誤差，這極大限制了腦機(jī)接口在人機(jī)交互中的應(yīng)用，學(xué)界針對(duì)基于腦機(jī)接口的機(jī)器人應(yīng)用研究還處于探索階段。在腦機(jī)接口信號(hào)指令序列存在不確定性的技術(shù)條件限制下，如何更好地完成機(jī)器人的腦控協(xié)

2、作任務(wù)，是腦控機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域亟待研究解決的基礎(chǔ)共性問(wèn)題。本文以四足機(jī)器人為對(duì)象平臺(tái)，以基于無(wú)創(chuàng)式腦機(jī)接口的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航為具體研究目標(biāo)，深入探討腦機(jī)間交互與任務(wù)協(xié)作的相關(guān)問(wèn)題。本文研究一方面立足于提出腦控機(jī)器人運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航的系統(tǒng)化方法，以及面向?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜任務(wù)的腦控機(jī)器人系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，為未來(lái)腦控機(jī)器人的應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)；另一方面，本文也針對(duì)腦電信號(hào)解碼正確率對(duì)腦控導(dǎo)航性能的影響進(jìn)行分析，為腦電信號(hào)解碼算法提供優(yōu)化依據(jù)。
　　 本研究提出了基于

3、腦機(jī)接口的人機(jī)協(xié)作導(dǎo)航策略。針對(duì)無(wú)創(chuàng)式腦機(jī)接口的技術(shù)水平限制，提出通過(guò)具有不同人機(jī)協(xié)作級(jí)別和任務(wù)類(lèi)型的多模式控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有限數(shù)量腦電信號(hào)的擴(kuò)展；提出通過(guò)基于前饋決策和人機(jī)周期化并行協(xié)作的方法，來(lái)克服腦電信號(hào)生成及處理的時(shí)間延遲問(wèn)題；提出通過(guò)用戶(hù)意圖分類(lèi)機(jī)制和解碼容錯(cuò)機(jī)制，來(lái)消減腦電信號(hào)誤解碼對(duì)系統(tǒng)的影響?；谏鲜龇椒?，提出了以運(yùn)動(dòng)控制的高效、靈活和輕松為目標(biāo)的二維環(huán)境中人機(jī)協(xié)作導(dǎo)航控制策略，以及以安全可靠、合理響應(yīng)、效率保持等為目標(biāo)的三

4、維地形中人機(jī)協(xié)作導(dǎo)航控制策略。這些源于充分借助機(jī)器人智能的人機(jī)協(xié)作方法和策略，為腦控機(jī)器人領(lǐng)域的研究和發(fā)展提供了新思路。本文提出了腦控機(jī)器人的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。面向腦控機(jī)器人未來(lái)執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，借鑒高等動(dòng)物的行為控制特征，提出了腦控四足機(jī)器人的行為控制體系結(jié)構(gòu)，將包含腦機(jī)交互在內(nèi)的不同任務(wù)目標(biāo)和層次的控制行為納入了統(tǒng)一的體系，給出了通用的四足穩(wěn)態(tài)步態(tài)生成方法，為未來(lái)面向復(fù)雜任務(wù)的腦控機(jī)器人控制系統(tǒng)研制和方法研究提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，相