随着自主机器人能力提升并日益融入社会生活,用户交互方式、机器对人的感知机制及其对人类意图的理解能力成为关键课题。当用户需同时操控多台机器人时,这一挑战的复杂性将显著增加。
自主作业中常需人工介入,尤需复杂决策或存在安全隐患的场景。因此,多智能体系统的人机交互方法成为重要研究方向——这类交互应兼具直观性、高效性与安全性。本研究提出新型"集群人机交互界面(HSI)",通过手势控制与触觉反馈实现在密闭空间内操控四旋翼无人机群。该界面在保障操作者安全的同时,显著降低集群控制的认知负荷。
人机交互界面(HRI)旨在优化人机通信机制,以直观友好方式增强用户对机器人的指挥协作能力。核心挑战在于赋予移动机器人系统环境中的用户定位与交互能力:定位需获取用户相对于机器人的位姿(位置与朝向),这对近距离交互或共享空间导航至关重要。我们提出创新方法,可实时获取用户位姿及其他人机交互所需人体参数。
另一挑战在于将HRI与HSI范式扩展至户外场景。不同于受控实验室环境,户外涉及诸多变量(如多变气象条件、静态与动态障碍物混合)。本论文设计便携式集群人机交互界面,支持操作者在户外操控多智能体系统。该便携HSI采用智能双目镜形态,用户通过其选定户外区域并分配任务,使多智能体系统在目标区域执行作业。此系统开创了多智能体作业新模式:在利用自动驾驶设备执行视距操作时,既能融合用户实地知识,又能保持其态势感知能力。