面向人在回路空間遙操作的操作者手部行為感知與識別技術(shù)研究.pdf

1、隨著空間探索的日益頻繁，大量針對各種任務(wù)需求的航天器被送入太空。由于空間環(huán)境特殊，航天器在軌運行時發(fā)生故障等意外情況在所難免。依靠航天員出艙維修存在較大的風險，而全自主式空間機器人在未知環(huán)境下難以滿足需求。因此，人在回路的空間遙操作逐漸成為實現(xiàn)在軌服務(wù)任務(wù)的一個重要途徑，它利用人的行為引導(dǎo)空間端執(zhí)行機構(gòu)，以人機結(jié)合的方式完成空間操作任務(wù)，其中操作者手部行為感知與識別是實現(xiàn)人在回路空間遙操作任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　本論文針對人在回

2、路空間遙操作的操作者手部行為感知與識別這一問題，系統(tǒng)地研究了表面肌電信號的提取以及基于表面肌電信號的手部行為識別方法。全文的主要工作概括如下：
　　1．針對人體表面肌電信號微弱、易受環(huán)境干擾等特點，建立了表面肌電信號采集與存儲實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了表面肌電信號的有效采集。
　　2．針對判斷操作者手部行為的發(fā)起情況，提出了利用 TKE算子進行手部行為發(fā)起檢測的方法，該方法可以正確截取手部行為有效肌電信號。仿真結(jié)果表明，利用TKE算子

3、可以最為準確地判斷手部行為的發(fā)起。為開展實時手勢識別奠定了方法和理論基礎(chǔ)。
　　3．為更加充分利用所獲取的肌電信息，提出了基于肌電信號層級分類的手部行為識別方法，通過引入針對肌電信號的層級分類方法，能夠從多側(cè)面反映肌電信號的特征，從而可以利用較少電極獲取的肌電信息，識別出較多手勢動作。實驗結(jié)果表明，利用層級分類方法可以在僅使用2個表面肌電電極的情況下，以較高的識別率識別出8個常用手勢，比未采用層級分類方法具有更好的識別效果。該方法

4、為基于肌電信號識別手勢動作提供了新的思路。
　　4．針對處于不同狀態(tài)的操作者或者更換操作者時，肌電水平往往出現(xiàn)差別的情況，提出了一種自適應(yīng)閾值的識別算法，建立了能夠根據(jù)操作者實時肌電水平，調(diào)整檢測有效肌電信號閾值大小的機制。實驗結(jié)果表明，依據(jù)自適應(yīng)閾值識別算法，可以顯著提高操作者展握拳的識別率。
　　5．利用基于氣浮式微重力平臺的地面驗證實驗系統(tǒng)，設(shè)計了空間機器人抓捕目標的地面驗證實驗方案，對操作者手部行為感知與識別展開實驗