本發(fā)明涉及工件抓取領(lǐng)域，具體地，涉及一種等電位機(jī)器人的腦機(jī)接口與人機(jī)協(xié)同操作方法及系統(tǒng)，尤其的，涉及一種面向高危作業(yè)的變電站等電位機(jī)器人的腦機(jī)接口與人機(jī)協(xié)同操作方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在電力領(lǐng)域，帶電作業(yè)主要指在供電系統(tǒng)不斷電的情況下，對輸變電設(shè)備進(jìn)行檢修、部件更換或測試等工作。這種作業(yè)方式可以最大限度地減少因停電而造成的損失，避免人身觸電事故，是檢修業(yè)務(wù)的重要發(fā)展方向之一。然而，由于變電站環(huán)境復(fù)雜、作業(yè)空間緊湊，尤其是在110kv及以上電壓等級的變電設(shè)備中，安裝和拆除臨時(shí)接地線受到諸多因素的限制。在這些高電壓環(huán)境下，作業(yè)人員不僅面臨電擊風(fēng)險(xiǎn)，還可能遭遇電弧爆炸，嚴(yán)重威脅人身安全。在作業(yè)效率方面，傳統(tǒng)的接地線裝設(shè)方式完全依賴人力。實(shí)際戶外工作中，掛設(shè)接地線需要兩名操作人員配合，使用絕緣梯進(jìn)行半登高作業(yè)，通過短路接地桿將一組二三十斤重的接地線掛設(shè)至高達(dá)6-8米的接地點(diǎn)。這種高溫或高噪聲環(huán)境下的戶外掛拆接地線作業(yè)，不僅勞動強(qiáng)度大，而且由于設(shè)備可能在高溫下過熱，還會增加中暑和火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。

2、此外，由于缺乏智能化檢測機(jī)制，掛接質(zhì)量完全依賴工人素質(zhì)，且缺乏權(quán)限管理機(jī)制，導(dǎo)致操作自由。在使用過程中時(shí)常會出現(xiàn)漏掛、錯掛、漏拆、誤拆等情況，這些問題在惡劣天氣條件下，如雷雨或暴風(fēng)雨中，風(fēng)險(xiǎn)更加突出。這些問題導(dǎo)致安裝完成后只能依賴人工檢查接地線狀態(tài)，增加了檢修工作的不確定性，給人身、設(shè)備以及電網(wǎng)安全帶來風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前掛接地線方式存在著危險(xiǎn)性高、自動化程度低等缺點(diǎn)，大大制約了變電站檢修效率的提高。這已經(jīng)不適應(yīng)新形勢下電網(wǎng)智能運(yùn)檢和安全帶電作業(yè)的需求。

3、公開號為cn117972545a的專利文獻(xiàn)，一種基于改進(jìn)lmd-csp的運(yùn)動想象腦電信號融合處理算法公開了基于改進(jìn)lmd-csp的運(yùn)動想象腦電信號融合處理算法，該處理算法步驟如下:s1,數(shù)據(jù)預(yù)處理：s2,lmd分解：s3,頻帶選擇：s4,特征提取：s5,特征向量構(gòu)建：s6,svm分類器訓(xùn)練：s7,分類與預(yù)測。本發(fā)明通過驗(yàn)證新特征提取方法的有效性，實(shí)驗(yàn)采用了9名受試者的左右手運(yùn)動想象eeg信號作為數(shù)據(jù)，采用被試間設(shè)計(jì)，確保了實(shí)驗(yàn)的公正性和客觀性，通過圖2對比csp和lmd-csp兩種方法，lmd-csp在分類準(zhǔn)確率上表現(xiàn)更佳，達(dá)到88.6％，而csp僅為77.8％，這一顯著差異證明了改進(jìn)后的特征提取方法能夠更好地捕捉腦電信號中的有用信息，從而提高了分類的準(zhǔn)確性。因此，體現(xiàn)出提特征提取方法具有有效性和優(yōu)越性，為腦-機(jī)接口領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的思路和方法。但該技術(shù)方案無法控制機(jī)器人，也無法在高壓下進(jìn)行操作。

4、因此，智能、安全帶電作業(yè)裝備的發(fā)展顯得尤為迫切，需要一種等電位機(jī)器人的腦機(jī)接口與人機(jī)協(xié)同操作方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種等電位機(jī)器人的腦機(jī)接口與人機(jī)協(xié)同操作方法及系統(tǒng)。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種等電位機(jī)器人的腦機(jī)接口與人機(jī)協(xié)同操作方法，包括：

3、優(yōu)化步驟：令腦機(jī)接口bci系統(tǒng)優(yōu)化并訓(xùn)練；

4、啟動步驟：啟動腦機(jī)接口bci系統(tǒng)及機(jī)械臂控制系統(tǒng)；

5、左側(cè)操作步驟：當(dāng)機(jī)械臂控制系統(tǒng)接收到腦機(jī)接口bci系統(tǒng)發(fā)出的左側(cè)操作指令信號時(shí)，令機(jī)械臂進(jìn)行掛接操作；

6、右側(cè)操作步驟：當(dāng)機(jī)械臂控制系統(tǒng)接收到腦機(jī)接口bci系統(tǒng)發(fā)出的右側(cè)操作指令信號時(shí)，令機(jī)械臂進(jìn)行拆除操作；

7、復(fù)位步驟：將左側(cè)操作步驟或右側(cè)操作步驟的數(shù)據(jù)記錄并保存后，令機(jī)械臂復(fù)位至初始位置。

8、優(yōu)選的，優(yōu)化步驟包括：

9、設(shè)置電極步驟：根據(jù)左右手運(yùn)動想象mi采集需要，設(shè)置電極的分布，用于采集腦電波eeg信號；具體的，在與控制左右手運(yùn)動想象活動最相關(guān)的8個位置放置電極，并將電極安裝于安全帽中；

10、提取步驟：將采集到的腦電波eeg信號在訓(xùn)練好的csp空間濾波器中進(jìn)行空間濾波，提取左右手運(yùn)動想象mi特征相對應(yīng)的信號；

11、分類處理步驟：令對應(yīng)的信號經(jīng)過分類器分類，將得到的矩陣數(shù)據(jù)做分段處理，以每段數(shù)據(jù)記錄中間時(shí)間對應(yīng)的值，即中間值作為輸出判定的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)位置上數(shù)據(jù)的差值；

12、控制步驟：將差值作為外部設(shè)備的控制信號，建立分類程序，對應(yīng)左側(cè)操作指令和右側(cè)操作指令的操作信號。

13、優(yōu)選的，啟動步驟包括：

14、系統(tǒng)啟動步驟：開啟腦機(jī)接口bci系統(tǒng)及機(jī)械臂控制系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)備自檢和系統(tǒng)初始化；

15、信號校準(zhǔn)步驟：通過帶有電極的安全帽采集信號，對運(yùn)動想象mi進(jìn)行信號校準(zhǔn)，令左右腦電信號能夠準(zhǔn)確分類；

16、機(jī)械臂定位步驟：將機(jī)械臂移動至預(yù)定的初始位置。

17、優(yōu)選的，左側(cè)操作步驟包括：

18、左側(cè)信號輸入步驟：操作人員通過腦機(jī)接口bci系統(tǒng)發(fā)送左側(cè)操作指令信號；

19、接地線抓取步驟：機(jī)械臂控制系統(tǒng)根據(jù)接收的操作信號指令，執(zhí)行掛接操作，使用末端執(zhí)行器抓取接地線的一端；

20、移動步驟：機(jī)械臂移動至需要掛接接地線的設(shè)備位置，令接地線的末端能夠準(zhǔn)確對準(zhǔn)掛接點(diǎn)；

21、掛接步驟：令末端執(zhí)行器將接地線掛接到設(shè)備的指定位置，確保連接牢固。

22、優(yōu)選的，右側(cè)操作包括步驟：

23、右側(cè)信號輸入步驟：操作人員通過腦機(jī)接口bci系統(tǒng)發(fā)送右側(cè)操作指令信號；

24、抓取步驟：機(jī)械臂控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的信號指令，執(zhí)行拆除操作，令末端執(zhí)行器抓取已經(jīng)掛接的接地線的一端；

25、拆除步驟：令末端執(zhí)行器將接地線從設(shè)備上拆除，并移動至安全位置，確保操作完成后接地線處于安全狀態(tài)。

26、根據(jù)本發(fā)明提供的一種等電位機(jī)器人的腦機(jī)接口與人機(jī)協(xié)同操作系統(tǒng)，包括：

27、優(yōu)化模塊：令腦機(jī)接口bci系統(tǒng)優(yōu)化并訓(xùn)練；

28、啟動模塊：啟動腦機(jī)接口bci系統(tǒng)及機(jī)械臂控制系統(tǒng)；

29、左側(cè)操作模塊：當(dāng)機(jī)械臂控制系統(tǒng)接收到腦機(jī)接口bci系統(tǒng)發(fā)出的左側(cè)操作指令信號時(shí)，令機(jī)械臂進(jìn)行掛接操作；

30、右側(cè)操作模塊：當(dāng)機(jī)械臂控制系統(tǒng)接收到腦機(jī)接口bci系統(tǒng)發(fā)出的右側(cè)操作指令信號時(shí)，令機(jī)械臂進(jìn)行拆除操作；

31、復(fù)位模塊：將左側(cè)操作模塊或右側(cè)操作模塊的數(shù)據(jù)記錄并保存后，令機(jī)械臂復(fù)位至初始位置。

32、優(yōu)選的，優(yōu)化模塊包括：

33、設(shè)置電極模塊：根據(jù)左右手運(yùn)動想象mi采集需要，設(shè)置電極的分布，用于采集腦電波eeg信號；具體的，在與控制左右手運(yùn)動想象活動最相關(guān)的8個位置放置電極，并將電極安裝于安全帽中；

34、提取模塊：將采集到的腦電波eeg信號在訓(xùn)練好的csp空間濾波器中進(jìn)行空間濾波，提取左右手運(yùn)動想象mi特征相對應(yīng)的信號；

35、分類處理模塊：令對應(yīng)的信號經(jīng)過分類器分類，將得到的矩陣數(shù)據(jù)做分段處理，以每段數(shù)據(jù)記錄中間時(shí)間對應(yīng)的值，即中間值作為輸出判定的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)位置上數(shù)據(jù)的差值；

36、控制模塊：將差值作為外部設(shè)備的控制信號，建立分類程序，對應(yīng)左側(cè)操作指令和右側(cè)操作指令的操作信號。

37、優(yōu)選的，啟動模塊包括：

38、系統(tǒng)啟動模塊：開啟腦機(jī)接口bci系統(tǒng)及機(jī)械臂控制系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)備自檢和系統(tǒng)初始化；

39、信號校準(zhǔn)模塊：通過帶有電極的安全帽采集信號，對運(yùn)動想象mi進(jìn)行信號校準(zhǔn)，令左右腦電信號能夠準(zhǔn)確分類；

40、機(jī)械臂定位模塊：將機(jī)械臂移動至預(yù)定的初始位置。

41、優(yōu)選的，左側(cè)操作模塊包括：

42、左側(cè)信號輸入模塊：操作人員通過腦機(jī)接口bci系統(tǒng)發(fā)送左側(cè)操作指令信號；

43、接地線抓取模塊：機(jī)械臂控制系統(tǒng)根據(jù)接收的操作信號指令，執(zhí)行掛接操作，使用末端執(zhí)行器抓取接地線的一端；

44、移動模塊：機(jī)械臂移動至需要掛接接地線的設(shè)備位置，令接地線的末端能夠準(zhǔn)確對準(zhǔn)掛接點(diǎn)；

45、掛接模塊：令末端執(zhí)行器將接地線掛接到設(shè)備的指定位置，確保連接牢固。

46、優(yōu)選的，右側(cè)操作包括模塊：

47、右側(cè)信號輸入模塊：操作人員通過腦機(jī)接口bci系統(tǒng)發(fā)送右側(cè)操作指令信號；

48、抓取模塊：機(jī)械臂控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的信號指令，執(zhí)行拆除操作，令末端執(zhí)行器抓取已經(jīng)掛接的接地線的一端；

49、拆除模塊：令末端執(zhí)行器將接地線從設(shè)備上拆除，并移動至安全位置，確保操作完成后接地線處于安全狀態(tài)。

50、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

51、1、本發(fā)明在220kv高電壓危險(xiǎn)環(huán)境下的應(yīng)用場景，充分考慮了變電站內(nèi)的電擊風(fēng)險(xiǎn)、電弧爆炸風(fēng)險(xiǎn)、高空作業(yè)墜落風(fēng)險(xiǎn)以及惡劣天氣條件等多種危險(xiǎn)作業(yè)因素，通過智能化操作，機(jī)器人可以在確保人員安全的前提下，精準(zhǔn)地完成高危作業(yè)，降低了操作失誤導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)，并可以有效提升工作效率和安全性；

52、2、本發(fā)明的腦電帽硬件設(shè)計(jì)以及內(nèi)置腦電采集電極的安全帽硬件設(shè)計(jì)，確保了腦電信號采集和分析的準(zhǔn)確性和使用過程中的安全性；

53、3、本發(fā)明針對運(yùn)動想象數(shù)據(jù)分析，電極布置位置經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)選擇，以優(yōu)化信號質(zhì)量和提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確度；

54、4、本發(fā)明經(jīng)過分類器分類后的矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，使用中間值判定輸出信號，確保每段數(shù)據(jù)在關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)（中間值）上進(jìn)行精確判定，并且輸出結(jié)果能夠穩(wěn)定地反映該時(shí)間段內(nèi)的主要趨勢，從而提高外部設(shè)備控制的準(zhǔn)確性和可靠性。