Augmented Reality-assisted Mutual Cognitive System for Human-Robot Interaction Safety Concerns

Abstract

摘要： 在现代制造业中，人和机器人的交互共融是制造智能化的焦点问题之一。在人机交互中，机器人对工人的伤害风险是影响安全生产的关键因素。然而，在动态、不确定性的人机交互环境中，目前的人机安全交互系统仍然是基于机器人对环境的感知实现被动避让，缺乏基于互认知的自适应决策。为提高人对环境的认知能力，并增强机器人的自主避让和自适应能力，设计并实现了一种基于可穿戴增强现实技术的互认知人机安全交互系统。其中，可穿戴增强现实设备作为人机交互的媒介，实现机器人的虚实注册和工作环境的虚拟映射，收集人、机器人和作业空间的信息，实时为操作人员和机器人提供互认知辅助。互认知人机安全交互系统从三个方面确保人机安全：根据人机距离的机器人速度控制和安全区域可视化；虚实映射的运动预览和碰撞检测；基于深度强化学习的机器人避障策略。最后，通过搭建原型系统验证了所提出系统设计方法的可行性，以期促进先进人工智能技术与人机交互技术的融合发展，实现人机共融、安全协作。