[發明專利]基于多運動技能先驗的人機共享自治遙操作方法及系統

在審

• 申請號: 202211048193.9
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115488881A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 趙歡;郭吉陽;汪一葦;丁漢
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/02
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 李金龍

1.一種基于多運動技能先驗的人機共享自治遙操作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100基于動態運動基元的方法，通過對不同任務軌跡進行示教學習，構建運動技能庫；

S200獲取實時軌跡在運行技能庫中的最優分類；

S300構建人類和機器人共享控制的導納控制模型；

S400基于人類和機器人的置信度獲取共享控制權重，進行共享控制率仲裁。

2.根據權利要求1所述的一種基于多運動技能先驗的人機共享自治遙操作方法，其特征在于，所述S200包括：S210對實時軌跡進行分類匯總：

其中，x_0→T表示從開始到當前時刻的軌跡；N為運動技能庫包含的動態運動基元的總個數；g代表給定的目標點；P為概率；T為總時間；

S220獲取實時生成的軌跡與運動技能庫中的期望軌跡的相似度關系：

l_ρ(i,j)＝d(i,j)+ρ·min{l(i-1,j-1),l(i-1,j),l(i,j-1)}

l(i,j)＝d(i,j)+min{l(i-1,j-1),l(i-1,j),l(i,j-1)}

其中，i＝1,2,…m，j＝1,2,…n，m,n分別代表軌跡x^A和x^B的路徑數據點總數；N為規整路徑的長度；

S230對實時生成的軌跡與運動技能庫中的期望軌跡逐一對比，獲得已知軌跡相對于各個運動技能庫技能的相似性度量

S240基于相似性度量，以最大熵原則為準則，獲得最優分類：

其中，β為可調參數，最優的參數值為其中的ε為一個正的常數，取ε＝0.001。

3.根據權利要求2所述的一種基于多運動技能先驗的人機共享自治遙操作方法，其特征在于，所述S220包括：

S221定義A，B兩路徑之間的相似度為：

其中D表示距離函數；使用路徑的積分長度評價當前軌跡與技能庫中標準路徑距離，有如下約束：

其中，m,n分別代表軌跡x^A和x^B的路徑數據點總數；s為弧長，S₀和S_m分別代表軌跡起始點0到m的各段弧長，S₀和S_n分別代表軌跡起始點0到n的各段弧長；

S222采用動態時間歸整計算距離：

其中，x^A和x^B為軌跡；

S223以路徑點和之間的歐式距離作為第i行j列構造距離矩陣D_m×n，求解動態規劃，并引入遺忘因子修正：

l_ρ(i,j)＝d(i,j)+ρ·min{l(i-1,j-1),l(i-1,j),l(i,j-1)}

l(i,j)＝d(i,j)+min{l(i-1,j-1),l(i-1,j),l(i,j-1)}

其中，i＝1,2,…m，j＝1,2,…n，…n，m,n分別代表軌跡x^A和x^B的路徑數據點總數；ρ為遺忘因子；

S224距離的度量在l(i,j)的基礎上取平均，得到軌跡x^A和x^B的距離，即為實時生成的軌跡與運動技能庫中的期望軌跡的相似度關系：

其中，N為規整路徑的長度。