Ein Traktor mit einer EMG-basierten Mensch-Maschine-Schnittstelle steuern
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Jaime Gomez-Gil, Israel San-Jose-Gonzalez, Luis Fernando Nicolas-Alonso und Sergio Alonso-Garcia. Abteilung für Signaltheorie, Kommunikation und Telematikingenieurwesen, Universität Valladolid, 47011 Valladolid, Spanien
Zusammenfassung
Eine auf Elektromyographie (EMG) basierende Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ist ein Kommunikationsweg zwischen einem Menschen und einer Maschine, der durch die Erfassung und Verarbeitung von EMG-Signalen funktioniert. Dieser Artikel untersucht die Verwendung von EMG-basierten HMIs zur Steuerung von landwirtschaftlichen Traktoren. Ein EPOC, eine kostengünstige Mensch-Computer-Schnittstelle (HCI) der Emotiv Company, wurde eingesetzt. Dieses Gerät misst und verarbeitet mittels 14 salinhaltiger Sensoren EMG- und elektroenzephalographische (EEG) Signale von der Kopfhaut des Fahrers. In unseren Tests berücksichtigte die HMI nur die Erkennung von vier trainierten Muskelereignissen auf der Kopfhaut des Fahrers: Augen schauen nach rechts und Kiefer offen, Augen schauen nach rechts und Kiefer geschlossen, Augen schauen nach links und Kiefer offen, sowie Augen schauen nach links und Kiefer geschlossen. Die EMG-basierte HMI-Steuerung wurde mit der manuellen Steuerung und der autonomen GPS-Steuerung verglichen. Ein Fahrer testete diese drei Steuerungssysteme entlang von drei verschiedenen Trajektorien: einer geraden Linie, einem Schritt und einem Kreis. Die Genauigkeit der EMG-basierten HMI-Steuerung war geringer als die Genauigkeit der manuellen Steuerung, die wiederum geringer war als die Genauigkeit der autonomen GPS-Steuerung; die berechneten Standardabweichungen des Fehlers zur gewünschten Trajektorie in der geraden Linie betrugen 16 cm, 9 cm und 4 cm, jeweils. Da sich die Standardabweichung zwischen der manuellen Steuerung und der EMG-basierten HMI-Steuerung nur um 7 cm unterschied und dieser Unterschied in der landwirtschaftlichen Steuerung nicht relevant ist, kann man schließen, dass es möglich ist, einen Traktor mit einer EMG-basierten HMI mit fast derselben Genauigkeit wie mit manueller Steuerung zu steuern.Klicken Sie hier, um den vollständigen Bericht zu lesen
Jaime Gomez-Gil, Israel San-Jose-Gonzalez, Luis Fernando Nicolas-Alonso und Sergio Alonso-Garcia. Abteilung für Signaltheorie, Kommunikation und Telematikingenieurwesen, Universität Valladolid, 47011 Valladolid, Spanien
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Eine auf Elektromyographie (EMG) basierende Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ist ein Kommunikationsweg zwischen einem Menschen und einer Maschine, der durch die Erfassung und Verarbeitung von EMG-Signalen funktioniert. Dieser Artikel untersucht die Verwendung von EMG-basierten HMIs zur Steuerung von landwirtschaftlichen Traktoren. Ein EPOC, eine kostengünstige Mensch-Computer-Schnittstelle (HCI) der Emotiv Company, wurde eingesetzt. Dieses Gerät misst und verarbeitet mittels 14 salinhaltiger Sensoren EMG- und elektroenzephalographische (EEG) Signale von der Kopfhaut des Fahrers. In unseren Tests berücksichtigte die HMI nur die Erkennung von vier trainierten Muskelereignissen auf der Kopfhaut des Fahrers: Augen schauen nach rechts und Kiefer offen, Augen schauen nach rechts und Kiefer geschlossen, Augen schauen nach links und Kiefer offen, sowie Augen schauen nach links und Kiefer geschlossen. Die EMG-basierte HMI-Steuerung wurde mit der manuellen Steuerung und der autonomen GPS-Steuerung verglichen. Ein Fahrer testete diese drei Steuerungssysteme entlang von drei verschiedenen Trajektorien: einer geraden Linie, einem Schritt und einem Kreis. Die Genauigkeit der EMG-basierten HMI-Steuerung war geringer als die Genauigkeit der manuellen Steuerung, die wiederum geringer war als die Genauigkeit der autonomen GPS-Steuerung; die berechneten Standardabweichungen des Fehlers zur gewünschten Trajektorie in der geraden Linie betrugen 16 cm, 9 cm und 4 cm, jeweils. Da sich die Standardabweichung zwischen der manuellen Steuerung und der EMG-basierten HMI-Steuerung nur um 7 cm unterschied und dieser Unterschied in der landwirtschaftlichen Steuerung nicht relevant ist, kann man schließen, dass es möglich ist, einen Traktor mit einer EMG-basierten HMI mit fast derselben Genauigkeit wie mit manueller Steuerung zu steuern.Klicken Sie hier, um den vollständigen Bericht zu lesen
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