1.一种应急救援环境下重载机械臂人机共享控制方法,其特征在于,包括:
S1、实时获取操作者的肌电信号e、眨眼频率f、操作时长t、操作年龄a和操作速度r,重载机械臂末端的最大位移变化差z、加速度p、载荷g、移动速度v和转角 数据信息;
S2、根据采集到的操作者的肌电信号e、眨眼频率f、操作时长t、操作年龄a和操作速度r数据信息评估操作者状态,通过重载机械臂末端的最大位移变化差z、加速度p、载荷g、移动速度v和转角 数据信息评估机械臂状态,根据操作时间要求y、目标定位精度b和负载要求m评估应急救援任务难易程度F,采用加权和sigmoid函数相结合的方式,构建考虑操作者状态、机械臂状态、应急救援任务难易程度的人机互信模型,实时获取人机互信度T;
S3、将人机互信度T和机械臂与目标物体间的距离L作为T‑S模糊控制器的输入,依据模糊规则动态决策出人机共享控制权重α;
S4、将操作者与智能控制系统输出的操作杆控制信号Uc、Ud分别与共享控制权重α和1‑α加权,得到实际的操作杆控制信号Usc,实现对应急救援环境下重载机械臂的人机共享控制;
步骤S2中,操作者状态由操作者疲劳程度P以及操作者熟练度S评估;
所述操作者疲劳程度P由操作者的肌电信号e、眨眼频率f和操作时长t三种数据通过加权求和方法构建;
其中,k11、k12和k13分别表示操作者肌电信号、眨眼频率和操作时长的归一化系数,emax、fmax和tmax分别表示操作者肌电信号、眨眼频率和操作时长的最大值,k14是操作者疲劳程度的归一化系数,且k11、k12、k13、k14和P∈[0,1];
所述操作者熟练度S由操作者的操作年龄a和执行任务时的操作速度r构建,当刚开始执行任务时,操作者熟练度S随着操作速度r的增加而增加,但当操作速度r大于某一固定值时,操作者熟练度S随之减小;
其中,k21和k22分别表示操作年龄和操作速度的归一化常系数,Smax、Smin∈[0,1],分别表示操作者熟练度的最大值和最小值;
步骤S2中,机械臂状态由机械臂的操控稳定性Ra和避障安全性Rb评估;
机械臂的操控稳定性Ra由最大位移变化差z、末端加速度p、末端载荷g通过加权求和方法构建;
其中,k31、k32和k33分别表示机械臂最大位移变化差、末端加速度以及末端载荷的归一化系数,zmax、pmax和gmax分别表示最大位移变化差、末端加速度和末端载荷的最大值,k34是机械臂操控稳定性的归一化系数,且k31、k32、k33、k34和Ra∈[0,1];
避障安全性Rb由机械臂末端的移动速度v、转角 通过加权求和方法构建;
其中:k41、k42分别表示机械臂移动速度、转角的归一化系数,vmax和 分别表示机械臂末端的移动速度和转角的最大值,k43是机械臂避障安全性的归一化系数,且k41、k42、k43和Rb∈[0,1];
步骤S2中,应急救援任务难易程度F由机械臂操作时间要求y、目标定位精度b以及负载要求m通过加权求和方法构建;
其中:k51、k52和k53分别表示机械臂操作时间要求、目标定位精度以及负载要求的归一化系数,ymax表示机械臂操作时间要求的最大值,k54是应急救援环境任务难度的归一化系数,且k51、k52、k53、k54和F∈[0,1];
步骤S2中人机互信度
其中:P为操作者疲劳程度,S为操作者熟练度,Ra为机械臂的操控稳定性,Rb为机械臂的避障安全性,F为应急救援任务难易程度。
2.根据权利要求1所述的一种应急救援环境下重载机械臂人机共享控制方法,其特征在于,步骤S1中,通过肌电信号传感器、眼动仪、摄像仪、力传感器、速度传感器、位移传感器、角度传感器、加速度传感器实时获取操作者的肌电信号e、眨眼频率f、操作时长t、操作年龄a、操作速度r以及重载机械臂末端的最大位移变化差z、加速度p、载荷g、移动速度v和转角 数据信息。