具有个体特征的交互式运动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及机器人运动控制领域，提供一种具有个体特征的交互式运动控制方法及系统，包括：S1：获取个人运动特征，设计意图耦合项，通过所述个人运动特征和所述意图耦合项构建虚拟教师运动框架；S2：所述虚拟教师运动框架实时获取用户的运动轨迹，通过所述用户的运动轨迹控制机器人进行跟随运动。本发明专利技术能够根据不同的参与者来选择不同的个人运动特征来控制虚拟教师的教学过程，使得对于不同的参与者的学习更具针对性，从而提高运动学习的效果；此外可以通过改变意图耦合项实现教导不同的运动模式，实现多种教学模型的引入，相比于真人教师，虚拟教师可以做到实现个性化学习过程的同时，有着较低的教学成本。有着较低的教学成本。有着较低的教学成本。

【技术实现步骤摘要】
具有个体特征的交互式运动控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人运动控制领域，尤其涉及一种具有个体特征的交互式运动控制方法及系统。

技术介绍

[0002]人际协调是个体同他人之间进行合作的天然桥梁，他源自于一组动态且复杂的具体化过程，涉及到适应性的非语言行为，感情，动作和情绪等。在对于人类的人际互动的研究中发现，不同个体在运动协调水平方面存在着不同程度的差异，且运动特征相近的个体之间的协调水平更高，所以我们希望设计出一个能与人类进行互动的虚拟机器人，引导参与者运动并尝试提高个体参与者的运动协调水平。。
[0003]在现实生活中，新的行为一般是在更为专业的伴侣的帮助下产生的，例如在进行交际舞或大合唱这类联合行动中产生了新的个人协调模式。以往的研究中尝试用手指有节奏的伸缩运动来探索参与者学习新的稳定协同模式的情况。手指伸缩的常见稳定模式是两个手指的同相或者反向，参与者学习的稳定相位一般介于同相0度和和反向180度之间。在经过扰动后，若能依旧进行所学协调模式，则学习效果好。
[0004]以往的一系列研究表明，个体之间的感觉运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有个体特征的交互式运动控制方法，其特征在于，包括：S1：获取个人运动特征，设计意图耦合项，通过所述个人运动特征和所述意图耦合项构建虚拟教师运动框架；S2：所述虚拟教师运动框架实时获取用户的运动轨迹，通过所述用户的运动轨迹控制机器人进行跟随运动。2.根据权利要求1所述的具有个体特征的交互式运动控制方法，其特征在于：所述意图耦合项C
int
的表达式为：其中，c(t)为个人运动特征的指数函数，t为采样时间，φ表示用户所做运动与机器人所做运动的相位差，为用户的运动速度，x
hp
为用户的位置，为机器人的运动速度。3.根据权利要求1所述的具有个体特征的交互式运动控制方法，其特征在于，步骤S2具体为：S21：所述虚拟教师运动框架获取用户的位置和机器人的加速度；S22：通过所述用户的位置计算获得用户的运动速度和用户的加速度，通过所述机器人的加速度计算获得机器人的位置和机器人的运动速度；S23：所述虚拟教师运动框架通过所述用户的运动速度、所述用户的加速度、所述机器人的位置和所述机器人的运动速度控制机器人进行跟随运动，通过边界条件对机器人的运动进行调节。4.根据权利要求3所述的具有个体特征的交互式运动控制方法，其特征在于，步骤S22中，所述用户的运动速度和所述用户的加速度的计算公式为：中，所述用户的运动速度和所述用户的加速度的计算公式为：其中，k为采样编号，为第k次采样的用户的运动速度，为第k
‑
1次采样的用户的运动速度，为为第k次采样的用户的加速度，x
hp
(k)为第k次采样的用户的位置，x
hp
(k
‑
1)为第k
‑
1次采样的用户的位置，t为采样时间。5.根据权利要求3所述的具有个体特征的交互式运动控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟超，李思远，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：