人-机器人交互在机器人遥操作中具有非常重要的作用,是机器人领域的一大研究热点。随着科技的进步,人与机器人的交互方式不断朝着更加自然高效的方向发展。本文针对现有的人与机器人交互的不足,提出了一种基于多空间统一的机器人交互方法,把增强现实眼镜和手势传感器组合成一套可穿戴的移动交互设备,将虚拟机器人作为交互对象,使用户可以通过手势和语音进行交互。本文的研究工作主要包含以下两部分:1.提出了多空间统一理论与技术:本文以真实机器人场景为参考建立虚拟机器人模型,并利用三维注册技术将虚拟模型叠加到真实环境,实现了虚拟空间与真实空间的融合。通过建立交互场景的坐标系并分析坐标系之间的变换关系,实现了操作空间与虚拟空间的配准,并采用奇异值分解法求解坐标系变换矩阵。最终使得用户的裸手手势数据可以通过坐标变换被变换到虚拟空间,用于和虚拟机器人的交互。2.基于多空间统一技术的机器人移动交互:本文介绍了基于多空间统一的移动交互的概念。采用Leap Motion传感器获取用户的手势数据,通过区间卡尔曼滤波器对数据进行滤波平滑,并且设计了基于手势的引导式的人与机器人交互,使虚拟机器人末端可以跟随手部一起运动,并通过手部和虚拟机器人之间的碰撞检测来触发虚拟机器人的跟随。同时,通过Speech Platform SDK识别用户语音信号,并采用基于支持向量机的文本分类器实现语音的理解;通过填充指令槽的方式整合手势信息和语音信息,生成机器人控制指令,实现手势和语音的融合。本文最后通过机器人实验,验证了研究内容的可行性和有效性。