智能人机交互

Posted 2023-02-03 通信汪的美好生活

前言

  随着移动机器人越来越多地走向实 际应用，需要提高机器人与人类之 间的协同水平，实现机器人与人类的共融。

一、人机交互的三个级别

 

 

 二、火星车的遥操作控制

火星车的遥操作控制（超大时延）：地面团队将命令序列发至火 星车（如要求火星车往前行驶10米，再向右转），火星车执行命 令序列后，将采集的图像等数据传输回地面。地面团队根据上述 执行情况规划第二天火星车的命令序列

命令序列需要通过仿真系统验证才能发给火星车。仿真系统包括 虚拟火星环境、虚拟智能火星车、轮子-地形相互作用等三个主要 模块，可完成实时和高保真度的运动学仿真

三、改进人机交互界面的设计

      通过改进人机交互界面的设计来提高遥控操作的效率和机器人 系统的性能 系统研究遥控站界面的设计对参加AAAI 和RoboCup救援机器人 比赛性能的影响，提出了若干设计准则，如尽可能使用单个显 示器、避免在界面中使用小视频窗口、避免窗口发生遮挡、界 面设计要考虑潜在使用者而不是开发者等

四、新型人机交互技术

      随着语音识别、图像理解、肌电信号提取、脑机接口等的进步， 基于语音、动作的人机交互技术逐步走向成熟，基于肌电、脑电 等新型人机交互技术开始出现，为人机交互提供了更多的选择。

4.1基于VR和三维建图的人机交互

1、人—机器人共融要求人机交互更加自然和智能化，机器智能与人类智能有效结合

2、基于三维激光雷达建立环境三维地图，使用3D-NDT压缩表示并增量式地传输至虚 拟现实系统实时可视化

3、基于虚拟现实系统人机交互设备控制机器人探索复杂未知环境

4、可实现动作级和行为级的人机交互

4.2基于三维激光雷达和IMU的三维建图 

 4.3三维地图在虚拟现实系统中增量式的实时可视化

1、虚拟现实中实时可视化三维环境地图，必须采用合适的方式压缩地 图数据，同时又不影响地图精度并保留主要信息

2、3D-NDT将三维点云空间均匀分割为多个NDT单元，计算每个NDT单元内三维点的分布将其拟合为一个有位置和尺度的椭球

3、该表示方法可以高效地压缩地图数据量，同时可以保留地图的主要信息

4.4基于动作级的人机交互

注意视角切换的平滑

4.5三维地图在虚拟现实系统中增量式的实时可视化

4.6.1 基于行为级的人机交互

 

4.6.2 增强现实技术应用于人机交互

五、尾言

  介绍了基于三维建图和虚拟现实技术的人机交互系统，该系统可以给操作人员以极强的沉浸感，有利于操作人员更直接地理解机器人所处环境，该系统作为一种新的人机交互方式，为提高人与机器人的 自然交互水平提供了新思路。

5.1未来工作 

5.2、如何提高人机交互的自然化、智能化程度或者水平呢？

可以通过采用基于动作、视觉、脑机等多种方式的提高人机交互能力来实现。

“人机交互”本质上是机器和人的数据交换，达到自然化需要硬件上具备强的计算计算能力和数据读取速率。