[发明专利]基于人在回路的空间遥操作技术地面验证系统

摘要

一种基于人在回路的空间遥操作技术地面验证系统，包括操作者行为感知子系统、人机交互子系统和空间操作地面模拟子系统；操作者行为感知子系统用于采集操作者的操作行为信息，将该操作行为映射为空间机器人的操作行为，并通过模拟天地通信链路将该操作行为传递给空间操作地面模拟子系统，由空间操作地面模拟子系统中的模拟服务星复现操作者行为，对模拟目标星实施相应操作行为；空间操作模拟子系统通过天地通信链路将空间状态信息通过模拟天地通信链路传递到空间状态显示器，空间状态显示器将该空间状态信息转换为三维立体图形，实时渲染后将该图形信息传递给操作者。本发明可以较为完整、真实地验证基于人在回路的空间操作技术。

主权项

1.一种基于人在回路的空间遥操作技术地面验证系统，其特征在于，包括操作者行为感知子系统、人机交互子系统和空间操作地面模拟子系统；人机交互子系统包括模拟天地通信链路和空间状态显示器；空间操作地面模拟子系统包括模拟服务星、模拟目标星以及气浮装置；所述操作者行为感知子系统用于采集操作者的操作行为信息，然后通过模拟天地通信链路将该操作行为信息传递给空间操作地面模拟子系统，由空间操作地面模拟子系统中的模拟服务星复现操作者行为，对模拟目标星实施相应操作行为；空间操作模拟子系统通过天地通信链路将空间状态信息通过模拟天地通信链路传递到空间状态显示器，空间状态显示器将该空间状态信息转换为三维立体图形，实时渲染后将该图形信息传递给操作者；所述操作者行为感知子系统包括行为感知计算机、操作者手部行为感知模块和操作者臂部行为感知模块；操作者手部行为感知模块通过表面肌电信号传感器采集操作者手腕位置的肌电信号获取操作信息，行为感知计算机通过预装的操作者手势识别算法对操作手势进行实时的判读，从而得到操作员的操作手势信息；操作者臂部行为感知模块包括操作员臂部运动感知单元和操作员操作力感知单元，所述操作员臂部运动感知单元实时采集操作员臂部的位置信息获取手臂的实时位姿；所述操作员操作力感知单元实时采集操作员臂部的表面肌电信号后通过操作力提取算法获得操作者的操作力信息；其中所述操作员臂部运动感知单元包括电磁跟踪传感器、天线以及信号处理器，若干个电磁跟踪传感器固定在操作者手臂的不同的位置，电磁跟踪传感器接收由天线发出的电磁信号，由信号处理器获取两者的相位差得到电磁跟踪传感器相对于天线的笛卡尔空间下的位姿，电磁跟踪传感器的位姿传递给行为感知计算机，由行为感知计算机通过预装的臂部运动感知算法解算出操作者的手臂位姿；操作员操作力感知单元包括若干个布置在操作者手臂上的操作力感知肌电腕表，操作力感知肌电腕表采集操作员臂部的表面肌电信号并将该信号传递给行为感知计算机，行为感知计算机通过预装的操作力感知算法获得操作者的操作力信息；操作者手部行为感知模块输出的操作手势信息、操作者臂部行为感知模块输出的手臂实时位姿信息以及操作力信息通过模拟天地通信链路传递给空间操作地面模拟子系统。