面向助理移动机器人的社会感知共享控制导航

随着伴残疾人群的增加，尤其是拥有一个或多个身体残疾者的数量不断增加，对能够支持这些人在建筑环境中独立移动并减轻照护者负担的助理机器人技术需求日益增长。当前的助理移动平台（例如机器人轮椅）往往未能融入用户的偏好和控制，导致信任度和效率下降。现有的共享控制算法不允许将用户控制偏好纳入导航框架或路径规划算法。此外，现有的机器人轮椅动力学局部规划算法未考虑人的社会空间，可能导致这些平台侵入这些区域并造成不适。为此，本文提出一种新型的社会感知共享自主导航系统，用于助理移动机器人平台。我们的导航框架包括全局规划器和局部规划器。为实现全局规划器，本文在其全局规划框架中引入了用户偏好场（UPF）理论，明确承认用户偏好，以便在拥挤区域周围进行灵活导航。对于局部规划器，我们提出一种基于社会感知的共享控制模型预测控制结合动态控制栏函数（SS-MPC-DCBF）以实时调整运动，集成用户偏好以实现更安全、更自主的导航。评估结果表明，我们的全局规划器与基线方法相比更贴近用户偏好，我们的局部规划器在动态和静态情景中表现出更好的安全性和效率。这种集成方法促进了信任和自主性，这对于助理移动技术在建筑环境中的接受至关重要。