触觉共享控制范式下用于协商控制权限的阻抗调制

团队成员之间的物理交互可以显著增强沟通与协作。成功的协作需要将各参与方的意图整合为共享行动计划，这可能涉及意图与角色的持续协商。本文提出一种自适应触觉共享控制框架，其中人类驾驶员与自动化系统通过电动方向盘实现物理连接。借助触觉反馈，驾驶员与自动化系统能够相互监测对方动作，并仍能直观地表达各自的控制意图。本文的目标是建立一种自动化系统的系统性模型，该模型可改变其阻抗，从而使控制权限能够在两个主体之间直观且平滑地转移。为此，我们定义了一种代价函数，不仅确保协作任务的安全性，还考虑了自动化系统的辅助行为。我们采用基于修正最小二乘法的预测控制器来调制自动化系统阻抗，以优化该代价函数。结果表明，所提方法在协商控制权限方面具有重要意义，尤其当人类与自动化处于非合作模式时。此外，还将自适应触觉共享控制的性能与传统固定自动化阻抗触觉共享控制范式进行了比较。