河北建筑工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯 系別： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 外文出處： IEEE 附 件： 1、外文原文； 2、外 文資料翻譯譯文。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽字： 年 月 日 2、外文資料翻譯譯文 利用機(jī)器視覺(jué)和手的運(yùn)動(dòng)控制來(lái)提高起重機(jī)操作員的性能 摘要 所有起重機(jī)固有的 有效 載荷擺動(dòng) 使 人工快速，準(zhǔn)確，安全的操作有效載荷具有挑戰(zhàn)性。 防爆 起重機(jī)控制接口也增加 了 操作難度。本文介紹了一種新的接口，允許運(yùn)營(yíng)商通過(guò)移動(dòng)手持設(shè)備（棒或手套）在空間自由驅(qū)動(dòng)起重機(jī)。起重機(jī)軌道安裝 了 攝像頭的手提式的運(yùn)動(dòng)裝置，它的位置是用來(lái)驅(qū)動(dòng)起重機(jī)。兩個(gè)控制體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究 。第一個(gè)使用一個(gè)簡(jiǎn)單的反饋控制器，第二使用反饋和輸入整形器。兩個(gè)算子的研究表明，手部運(yùn)動(dòng)起重機(jī)控制 要比使用標(biāo)準(zhǔn)按鈕懸而未決的控制快速和安全。 指數(shù)條款控制接口，起重機(jī)，輸入整形，機(jī)器視覺(jué)，振蕩。 引言 起重機(jī)在維護(hù)現(xiàn)代 工 業(yè)經(jīng)濟(jì)活力發(fā)揮關(guān)鍵作用。他們的重要性 表現(xiàn) 在造船廠，建筑工地，倉(cāng)庫(kù)和材料處理的各種應(yīng)用。起重機(jī)操縱性 對(duì)于 工業(yè)生產(chǎn)， 低 生產(chǎn)成本和工人的安全是一個(gè)重要因素。 起重機(jī)的固有特性 之一 有效載荷擺動(dòng)或更復(fù)雜的振蕩動(dòng)力學(xué)像自然的傾向雙擺， 是 不利于操作 的 。已作出重大努力開(kāi)發(fā)控制方案以減少?gòu)陌l(fā)出的命令和外部干 擾的振動(dòng)響應(yīng)。也有在控制起重機(jī)包含旋轉(zhuǎn)接頭的研究，這由于其非線性動(dòng)力學(xué)的一個(gè)額外的水平增加了復(fù)雜性。 對(duì)于 運(yùn)營(yíng)商而言使用傳統(tǒng)的接口，如按鈕式起重機(jī)吊墜受益于振蕩抑制技術(shù)。他們產(chǎn)生比沒(méi)有這樣的補(bǔ)償算子更安全（不與障礙物的碰撞）和更高效的起重機(jī)運(yùn)動(dòng)（更快的任務(wù)完成時(shí)間和減少操作按鈕）。 2010 年 9 月 26 日收到手稿； 2011 年 4 月 7日修訂， 2011 年 6月 10 日， 2012 年 4月6日和 2012 年 2月 9 日接受。出版日期 2012 年 6月 8日 ， 當(dāng)前版本的日期 2012 年 10 月 12日。這項(xiàng)工作是由西門子工業(yè)自動(dòng)化，喬治亞理工學(xué) 院制造研究中心和波音研究與技術(shù)支持。本文推薦副主編 E.J.巴斯。 作者 伍德拉夫 機(jī)械工程學(xué)院，喬治亞理工學(xué)院，亞特蘭大， GA 30332 美國(guó)（電子郵件：kccpeng” ； ； pjbhaumik 生活。 com）。 本文中的一個(gè)或一個(gè)以上的數(shù)字彩色版本可用在線 。 數(shù)字對(duì)象標(biāo)識(shí)符 10.1109/tsmca.2012.2199301 除了要面對(duì)控制大挑戰(zhàn) 振幅小阻尼的載荷擺動(dòng)，運(yùn)營(yíng)商還必須掌握反直觀的控制界面。 圖 1.標(biāo)準(zhǔn)按鈕懸掛起重機(jī)控制 圖 1 顯示了典型的 pendentcontrol 橋式起重機(jī)。操作者必須熟練會(huì)產(chǎn)生所需的起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)認(rèn)知過(guò)程路徑序列按鈕。例如，如果操作者通過(guò)驅(qū)動(dòng)一個(gè)雜亂工作的起重機(jī)，然后期望路徑必須被映射成一系列的活動(dòng)， “ 前進(jìn)（ F） ”“ 向后（ B） ”“ 左（ L） ” 和 “ 右（ R） ”按鈕被按在正確的時(shí)間和正確的 順 序。此外，運(yùn)營(yíng)商通過(guò)移動(dòng)工作區(qū)驅(qū)動(dòng)起重機(jī)和監(jiān)測(cè)其進(jìn)展，他們可以轉(zhuǎn)動(dòng) 他 們的身體并改變他們所面對(duì)的方向。在這 樣的 情況下 ， “ 前進(jìn) ” 按鈕使左右 運(yùn)動(dòng)，甚至是 向后運(yùn)動(dòng) 。 作為一個(gè)額外的挑戰(zhàn)，操作者可以直接驅(qū)動(dòng)電車架空，不是有效載荷。因此，操作者必須考慮可 能是 許多米的開(kāi)銷 的 指令運(yùn)動(dòng)的小車之間的時(shí)間滯后和延遲的振動(dòng)響應(yīng) 的有效荷載 。 雖然已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展，改善通過(guò)控制動(dòng)態(tài)起重機(jī)的運(yùn)行效率響應(yīng)于發(fā)布命令，相對(duì)很少考慮已經(jīng)在運(yùn)營(yíng)商發(fā)出這些命令的方式。它已被證明，是針對(duì)特定的控制系統(tǒng)相關(guān)的認(rèn)知過(guò)程的接口產(chǎn)生有益的影響。例如，在腹腔鏡手術(shù)的醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域，如達(dá)文西改進(jìn)傳統(tǒng)的程序允許外科醫(yī)生在一個(gè)更符合人體工程學(xué)的方式和低認(rèn)知負(fù)荷操作 。對(duì)照組在相同的方向上移動(dòng)，作為達(dá)文西的最終效應(yīng)，不同于傳統(tǒng)的腹腔鏡那里的醫(yī)生必須反向映射控制由于在插入點(diǎn)到儀器的樞軸點(diǎn)的程序。 本文提出了一種新的控制界面，允許操作員在空間移動(dòng)手持設(shè)備驅(qū)動(dòng)起重機(jī)。機(jī)器視覺(jué)是用來(lái)跟蹤設(shè)備的位置（棒或手套），然后用于生成驅(qū)動(dòng)起重機(jī)的指揮信號(hào)。手的運(yùn)動(dòng)控制接口是專為通過(guò)一個(gè)雜亂的工作驅(qū)動(dòng)起重機(jī)的任務(wù)，因?yàn)樗苏J(rèn)知映射過(guò)程，與傳統(tǒng)的控制接口是必要的。結(jié)果，運(yùn)營(yíng)商不再需要考慮到他們所面對(duì)的方向。安全高效運(yùn)行也減少了 歸于 手的靈巧 的要求 。此外，該控制算法最小化的載荷擺動(dòng) 并沒(méi)有 顯著降 低系統(tǒng)的響應(yīng)。因此，手動(dòng)降低載荷擺動(dòng)的負(fù)擔(dān) 被解除了 。這使得操作者能專心 于 路徑 的 規(guī)劃和有效載荷的最終定位。 手的運(yùn)動(dòng)控制提供了比傳統(tǒng)的接口其他認(rèn)知優(yōu)勢(shì)。有認(rèn)知控制兩個(gè)主要部門：分析解決問(wèn)題和感性的過(guò)程。知覺(jué)的處理往往會(huì)更快，可以并行執(zhí)行，同時(shí)分析處理需要較長(zhǎng)的時(shí)間和進(jìn)程串。分析問(wèn)題的解決也往往更容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。許多研究結(jié)果也表明，可能的 時(shí)候 人們更 喜歡并采用知覺(jué)加工。從這個(gè)角度看，手的運(yùn)動(dòng)控制可以幫助運(yùn)營(yíng)商通過(guò)降低所需的認(rèn)知水平驅(qū)動(dòng)起重機(jī)。運(yùn)營(yíng)商不再需要分析思考的按鈕推動(dòng)序列或者考慮擺動(dòng)載荷；他們只需要移動(dòng)手持設(shè) 備到所需的位置 或 沿所希望的路徑。這允許操作員完成簡(jiǎn)單的知覺(jué)加工。 本文的主要貢獻(xiàn)是一種新型的手的運(yùn)動(dòng)控制接口。這個(gè)接口的好處是由人類操作員研究并 驗(yàn)證 的 。第二部分介紹了新的界面（手杖和手套）。在第三節(jié)這是用于與接口相結(jié)合的控制算法進(jìn)行了討論。這是由操作員在第四節(jié)研究和 和第五節(jié)總 結(jié) 的。 對(duì)于手動(dòng)起重機(jī)控制接口 本文的研究應(yīng)用是一個(gè)懸掛在汽車的橋式起重機(jī)擺點(diǎn)質(zhì)量的有效載荷。用于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 的10 噸的工業(yè)橋式起重機(jī) 如 圖 2所示。 圖 2 典型的 橋式起重機(jī) 橋式起重機(jī)是由一個(gè)固定的架空跑道，一座沿著跑道 的 橋，和一個(gè)沿著橋 的 手推車 組成 。激光測(cè)距傳感器測(cè)量沿跑道和橋的小車的位置。鉤，所代表的有效載荷，懸在車用電纜。一個(gè)西門子可編程邏輯控制器用來(lái)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)并作為中央控制單元。對(duì)起重機(jī)的命令可以發(fā)出一個(gè)按鈕控制魔杖或手套或其他裝置下垂 。 一個(gè)安裝在小車向下的西門子 SIMATIC vs723-2攝像機(jī) 用于測(cè)量 吊鉤的位置。 有手運(yùn)動(dòng)起重機(jī)控制兩個(gè)手持設(shè)備： 1）魔杖 。 圖 3.通過(guò)移動(dòng)反射棒驅(qū)動(dòng) 起重機(jī) 如 圖 3 所示，是一個(gè)安裝在手持桿端 的 反射球 2）手套， 圖 4.通過(guò)移動(dòng)一個(gè)反光手套駕駛 起重機(jī) 如圖 4 所示，在背面有一個(gè)圓形的反射器。 圖 5.手的運(yùn)動(dòng)起重機(jī) 控制原理圖 圖 5顯示了一個(gè)應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)示意圖手的運(yùn)動(dòng)控制。起重機(jī)安裝攝像頭用于同時(shí)跟蹤魔杖 /手套和鉤的位置。因?yàn)樗蟹瓷涑霈F(xiàn)在相機(jī)的明亮的斑點(diǎn)，一個(gè) k-均值聚類算法用來(lái)區(qū)分棒 /手套反射器反射 和 鉤反射器反射。相機(jī)的刷新率是約 140 毫秒。魔杖 /手套相對(duì)于起重機(jī)的位置是用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)驅(qū)動(dòng)電車架空。 手動(dòng)起重機(jī)控制器 研究了三 個(gè) 控制架構(gòu)。首先，標(biāo)準(zhǔn)按鈕下垂控制器 性能比較 基準(zhǔn)。然后， 在 手運(yùn)動(dòng)起重機(jī)控制其適宜性研究 了 一個(gè)比例 微分（ PD）控制器。最后，輸入整形器添加到 PD 控制器用于 降低載 荷擺動(dòng)。 請(qǐng)注意，從控制結(jié)構(gòu)的角度 來(lái)說(shuō) ，魔杖和手套都是相同的。這兩個(gè)設(shè)備 都 是操作員用來(lái)溝通所需位置 的 控制器。出于這個(gè)原因，在本節(jié)提出的仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果 中 ，魔杖和手套之間沒(méi)有區(qū)別。然而，在操作過(guò)程中的 ER gonomics 條款，魔杖具有更大的范圍和可以 在狹小的空間驅(qū)動(dòng)起重機(jī) 的能力 ，如 轉(zhuǎn) 角。另一方面，手套 可在獻(xiàn)出 范圍內(nèi) 獲得 較小的尺寸和易用性。 A.標(biāo)準(zhǔn)按鈕下垂控制 圖 6.標(biāo)準(zhǔn)下垂 控制器 標(biāo)準(zhǔn)的下垂控制框圖 如 圖 6所示 。經(jīng)營(yíng)者 分析 工作空間，考慮所需的操作目標(biāo)，然后決定 運(yùn) 動(dòng)的過(guò)程。這個(gè)計(jì)劃通過(guò)按鈕實(shí)現(xiàn)懸掛控制 。這些按鈕將能量發(fā)送到汽車和橋式起重機(jī)小車。懸掛載荷的小車間接移動(dòng)。 圖 7.標(biāo)準(zhǔn)按鈕 的 下垂 控制響應(yīng) 計(jì)算機(jī)模擬了使用下垂控制器響應(yīng)的大約 2 到 3 米 的 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)如圖 7所示。 按 壓懸掛按鈕 一段 時(shí)間 就會(huì)向 起重機(jī)電動(dòng)機(jī) 發(fā)出 梯形速度命令。由于 有 鐘擺一樣有效載荷性質(zhì)，在一般情況下，這種類型的小車的運(yùn)動(dòng)會(huì)誘導(dǎo) 顯著 的有效載荷振蕩。 B. PD 手運(yùn)動(dòng)控制 著名流行的 PD 控制器是最簡(jiǎn)單的一個(gè)反饋控制形式。這是在工業(yè) 中 用于起重機(jī)的控制最常用的反饋方法。它 為 手動(dòng)起重機(jī)控制器提供了一種現(xiàn)實(shí)選擇。 圖 8.PD 的手 動(dòng) 運(yùn)動(dòng)控制器 PD 的手運(yùn)動(dòng)控制框圖如圖 8 所示。 把 魔杖或手套的位置 與 橋式起重機(jī)的位置（忽略的垂直高度差）進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差信號(hào) e。 命令發(fā)生器將誤差信號(hào)（一個(gè)位置測(cè)量） 轉(zhuǎn)換 為速度命令發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 。 如果是在 指定 設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的 E0 和 E100，則命令發(fā)生器 與 E成線性 地比例。 否則，命令發(fā)生器輸出 0%或 100%。 E0 和 E100 值分別為 0.25 和 1米。這些選擇都是基于起重機(jī)操作員舒適的距離。命令發(fā)生器被描述為 PD 控制律的應(yīng)用，通過(guò)飽和器傳遞結(jié)果確保起重機(jī)的速度與加速度不超過(guò)限制范圍。請(qǐng)注意，起重機(jī)小車的位置，而不是有效載荷，用于反饋。這是因?yàn)椋趯?shí)踐中， 檢測(cè) 小車位置（使用激光測(cè)距傳感器）遠(yuǎn)比 檢測(cè) 有效載荷更可靠（使用機(jī)器視覺(jué)）。此外，單擺的有效載荷是一個(gè)固有的穩(wěn)定的 設(shè)備 ：載荷將 在 固定式起重機(jī) 的影響下 永遠(yuǎn) 靜止 。因此，對(duì)起重機(jī)小車正確的 最終定位保證 了 有效載荷 的 正確的最終定位。 1）仿真驗(yàn)證：一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是 PD 增益的選擇。計(jì)算機(jī)模擬 構(gòu)造 援助增益選擇 的過(guò)程。手的運(yùn)動(dòng)軌跡被指定為等于 10 噸工業(yè)起重機(jī)坡道位置最大的速度（ 0.3577 米 /秒）梯度。這近似是一個(gè)緩慢的步行速度模仿人類操作員典型的手的運(yùn)動(dòng)軌跡 。 圖 9.模擬 PD 控制器和 低收益 圖 10.模擬 PD 控制器和 高增益 圖 9和 圖 10顯示 PD 手運(yùn)動(dòng)控制器 分別 在 低和高的反饋增益 下的 仿真結(jié)果 。 這兩個(gè)數(shù)字顯示使用 PD 控制器固有的權(quán)衡：低收益，起重機(jī)回應(yīng)緩慢，但有效載荷振蕩很?。桓呤找?，但 以 起 重機(jī)快速移動(dòng)的大型有效載荷振蕩 為代價(jià) 。 2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：手的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 是在 10 噸橋式起重機(jī) 上 實(shí)現(xiàn) 的 。由人類操作員生產(chǎn)的棒 /手套軌跡類似于 那些 模擬 中用的 。斜坡坡度約相當(dāng)于起重機(jī)最大的 速度， 測(cè)試報(bào)告 的 動(dòng)距離約為 2 米。 圖 11.起動(dòng)和停止時(shí) 的手部運(yùn)動(dòng) 控制 圖 11 顯示了操作員使用手部運(yùn)動(dòng)控制啟動(dòng)和停止起重機(jī)。開(kāi)始移動(dòng)，操作者可以使魔杖 /手套的相機(jī)遠(yuǎn)離起重機(jī)一些距離。當(dāng)起重機(jī) 接近 所需的位置， 操作員 降低棒 /手套 到 攝像機(jī)檢測(cè)不到的 位置。 當(dāng)相機(jī)無(wú)法定位魔杖 /手套的 位置時(shí) ， E 為零。因?yàn)槟д?/手套的位置在某些時(shí)候可能是未知 的， 所以 “ 魔杖 /手套 ” 的實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線 會(huì)有間斷 。 圖 12.低增益實(shí)驗(yàn) PD 控制器 圖 13.高增益實(shí)驗(yàn) PD 控制器 圖 12 和 圖 13 顯示 PD 手運(yùn)動(dòng)控制器使用手套接口 分別在 低和高的反饋增益 下的 實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 加強(qiáng)了 模擬結(jié)果：低收益動(dòng)作 慢但是 起重機(jī)載荷擺動(dòng) 小 ，而高收益起重機(jī)的動(dòng)作 快 ，但有效載荷振蕩 大 。出于安全原因，減少有效載荷振蕩通常比起重機(jī)的快速動(dòng)作， 高一個(gè)優(yōu)先級(jí) 。 因此， PD 手運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)際 只 應(yīng)該 在 低收益 時(shí)使用 。 C. PD 輸入整形手運(yùn)動(dòng)控制 B 部分證明 了 使用 PD 手運(yùn)動(dòng)控制器的固有弱點(diǎn)（低和高收益之間的權(quán)衡） 。然而，性能可 通過(guò) 修改命令信號(hào)形狀以減少振蕩 的 輸入整形器 得到改善 。 圖 14.PD 輸入整形手 的運(yùn)動(dòng)控制器 圖 14 顯示 的 新控制框圖，表明 在 飽和器和起重機(jī)塊之間 插入了 輸入整形器。 1）輸入整形：輸入整形是一種技術(shù)，通過(guò)適當(dāng)?shù)厮茉烀罱档腿嵝韵到y(tǒng)殘留振動(dòng)。通過(guò)卷積的基線輸入命令完成一系列的沖動(dòng)，稱為輸入整形器。結(jié)果是一個(gè) 可 降低殘余振動(dòng)的形狀命令。 為了確定輸入整形器的脈沖振幅和時(shí)間位置，設(shè)計(jì)必須滿足一定的約束。主要的設(shè)計(jì)約束是由成型機(jī)引起振動(dòng)的振幅極限。從一個(gè)欠阻尼二階系統(tǒng)的序列中 n 的 正常 百分比殘余振動(dòng)（ PRV）振幅 如 31 。 P RV = V (, ) = e t n C (, ) 2 + S(, ) 2 C (, ) = Aiet i cos(t i 1 2 ) (3) i=1 S(, ) = Aiet i sin(t i 1 2 ) (4) i=1 是系統(tǒng)的固有頻率， 是阻尼比， Ai和 ti分別為脈沖的振幅和時(shí)間。 方程（ 2）給出了輸入整形 和 不輸入整形 的 振動(dòng)比率。殘余振動(dòng)幅值約束可以由設(shè)置（ 2）固有頻率和阻尼比小于或 等于一個(gè)可接受的水平的殘余振動(dòng)模型 形成 32 。最簡(jiǎn)單的零振動(dòng)（ ZV）成型機(jī)，振動(dòng)耐受量為零。這個(gè)結(jié)果在一個(gè) 成型器 的形式 31 ， 33 。 2）仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：高增益 PD 反饋和 ZV輸入整形器相結(jié)合的目標(biāo)是獲 得起重機(jī)的快速響應(yīng)和低振幅的有效載荷振蕩。在本節(jié) 中 手運(yùn)動(dòng)控制器采用高 PD 增益（ 與 B 部分相同）以 快速移動(dòng)起重機(jī)小車，結(jié)合 ZV 輸入整形器 消除 有效載荷振蕩。 圖 15.模擬 PD 輸入整形 控制器 圖 16.輸入整形控制器與 PD 的實(shí)驗(yàn) 圖 15 和 圖 16 分別 顯示 了 控制器模擬和實(shí)驗(yàn) 的 反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 通過(guò) 使用手套接口獲得。顯然，起重機(jī)的響應(yīng)速度很快，但有效載荷振蕩非常小。 此外，在輸入整形器的上升時(shí)間的滯后不太明顯了。起重機(jī) 在輸入整形或 不輸入整形 的情況下 幾乎 以 相同的速度響應(yīng)。因此，由于輸入整形器消除 了 載荷擺動(dòng)這個(gè)版本的手運(yùn)動(dòng) 控制器 可自由 使用高 PD 增益。 算子的研究 本節(jié)介紹了下垂控制與手運(yùn)動(dòng)控制操作效率 比較的 結(jié)果。每一項(xiàng)研究中，我們的目標(biāo)是盡可能快而不與障礙物碰撞 地 從開(kāi)始到結(jié)束 移動(dòng) 有效載荷（即起重機(jī)吊鉤） 。 A. PD 手運(yùn)動(dòng)控制 圖 17.俯視 的障礙 1 障礙訓(xùn)練場(chǎng)的俯視圖如圖 17 所示。開(kāi)始 區(qū) 和結(jié)束區(qū) 分別 由矩形和圓形表示。障礙安排到這樣的程度 最快的路徑所需的對(duì)角起重機(jī)動(dòng)作（同時(shí)移動(dòng)兩臺(tái)車橋軸）。十二 個(gè) 新手運(yùn)營(yíng)商使用以下控制接口完成障礙過(guò)程： 1）標(biāo)準(zhǔn)按鈕 下垂 ； 2）低 PD 增 益和無(wú)輸入整形 的 棒控制（記 著 ， PD 手運(yùn)動(dòng)控制器必須使 用低收益實(shí)現(xiàn)，避免大幅度有效載荷振蕩）。 圖 18.障礙 1 完成時(shí)間 圖 18 顯示了每個(gè)操作過(guò)程的完成時(shí)間。使用 下垂 平均完成時(shí)間為 97 s，使用魔杖 的 平均完成時(shí)間僅為 46 秒，改進(jìn) 了 53%。一個(gè)單向重復(fù)測(cè)量的方差分 析 （ ANOVA）測(cè)試表明，改善完成時(shí)間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ F = 17.67； P = 0.00148）。 圖 19.障礙 1 碰撞 圖 19 顯示了 每個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中地塊發(fā)生碰撞的次數(shù)。采用下垂控制，所有運(yùn)營(yíng)商遭受至少一個(gè)碰撞，碰撞的平均數(shù)為 5.1 個(gè)。使用魔杖控制，碰撞的平均數(shù)僅為 0.92，改善 了 81%。一個(gè)單向重 復(fù)測(cè)量的方差分析測(cè)試表明，碰撞的還原有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ F = 19.81； P = 0.00098）。 B. PD ZV 整形手運(yùn)動(dòng)控制 這項(xiàng)研究中使用的障礙物 。 圖 20.俯視 的障礙 2 如圖 20 所示。開(kāi)始 區(qū) 和結(jié)束區(qū) 分別 由矩形和圓形表示。十 個(gè) 新手運(yùn)營(yíng)商使用以下控制接口完成障礙過(guò)程： 1）標(biāo)準(zhǔn)的下垂控制； 2）高 PD 增益和 ZV輸入整形手套控制； 3）高 PD 增益和 ZV輸入整形棒控制。 圖 21.示例性障礙 2 的有效載荷的響應(yīng) 圖 21 顯示了一個(gè)操作員使用吊燈和手套的典型載荷響應(yīng)的俯視圖。而使用下垂，使用手套，顯著降低 了有效載荷擺動(dòng)和允許操作者更有效 地 移動(dòng)載荷。 圖 22.障礙 2 完成時(shí)間 圖 22 顯示了每個(gè)操作過(guò)程的完成時(shí)間。使用 下垂 平均完成時(shí)間為 77 s，使用手套平均完成時(shí)間為 24（ 比下垂 超過(guò) 68.8%的改善）使用的魔杖是 30 秒（ 61%改進(jìn) 比下垂