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龙图腾网获悉广东电网有限责任公司阳江供电局申请的专利一种用于水下机器人的多模态人机交互控制方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120461454B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510980614.9，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权一种用于水下机器人的多模态人机交互控制方法及系统是由张清文;程子专;李国强;郭圣;刘琦设计研发完成，并于2025-07-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于水下机器人的多模态人机交互控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于水下机器人的多模态人机交互控制方法及系统，涉及人机交互控制技术领域，其控制方法步骤包括：通过肌电信号与张力感知阵列提取潜水员的指令意图，并结合仿真建模激励模型获取角向旋转波束的能量分布函数，经闭合曲线积分确定环向能量通量；对发射的角向旋转波束信号进行空间采样，计算单位面积声压变化值，并映射至水下机器人外壳压电点阵模组以构建二维指令响应矩阵；在作业执行阶段，感知触碰区域的电容变化，计算压强梯度向量并与指令响应矩阵融合生成触觉反馈张量；基于触觉反馈张量与波束能量通量构建交互评价模型，以判断当前的多模态人机交互过程是否有效，生成相应的交互控制指令并执行。

本发明授权一种用于水下机器人的多模态人机交互控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种用于水下机器人的多模态人机交互控制方法，其特征在于：包括以下步骤： S1、通过肌电信号与张力感知阵列，提取潜水员指令意图，并根据仿真建模激励模型，获取角向旋转波束的能量分布函数，结合闭合曲线积分算法，确定角向旋转波束的环向能量通量； S1具体步骤包括有： S11、基于佩戴式涡旋声换能器的环向声场发射过程，并通过肌电信号与张力感知阵列，提取潜水员指令意图，具体为： 根据潜水员佩戴在前臂部位的肌电感知器件与张力感应膜阵列，实时捕获肌肉收缩电流与皮肤张力变化的原始信号； 通过微处理器单元对原始信号解析后，获取手势动作指令向量集，手势动作指令向量集用于表达潜水员指令意图，其中，手势动作指令向量集包括动作类别编码、施力方位向量及幅度量化值； S12、根据获取手势动作指令向量集，并通过非线性解析函数对指令强度与旋向需求进行自适应调节，获取角向涡旋波束发射所需的环向阶数与频散调整因子，具体为： 基于S11手势动作指令向量集的动作类别编码、施力方位向量及幅度量化值，将肌电与张力感知所构建的手势动作指令向量集映射为角向涡旋波束发射所需的环向阶数与频散因子的非线性解析函数，其具体非线性解析函数形式为：；式中，表示手势动作指令向量集，表示动作类别编码，表示施力方位向量，表示幅度量化值，表示角向涡旋波束发射所需的环向阶数，表示角向涡旋波束发射所需的频散调整因子，表示特征映射符号，其特征映射具体过程为：根据动作类别编码进行检索与交互目标相关的环向阶数；通过施力方位向量确定声束螺旋方向，并结合局部水体特性，匹配角向涡旋波束发射所需的频散调整因子； S2、对水中发射的角向旋转波束信号进行空间采样，确定实际接收到的单位面积声压变化值，并映射至水下机器人外壳表面的皮肤压电点阵模组，构建二维指令响应矩阵，并记为意图接收指令； S2具体步骤包括有： S21、根据水下机器人表面集成的环形单元阵列的接收单元，对水中发射的角向旋转波束信号进行空间采样，并通过声压波动接收器阵列记录传播路径中的声压波形特征信息，声压波形特征信息包括能量分布、方向性变化和结构相位； S22、根据声压波形在不同空间接收单元上的接收时间，结合时差测距算法，获取传播距离，并将其与水下机器人外壳与水之间的密度耦合特性及频散调整因子进行关联，确定实际接收到的单位面积声压变化值，具体为：；式中，表示单位面积声压变化值，表示水与水下机器人壳体交界处的复合介质的波束密度放大因子，表示传播距离； S3、依据意图接收指令，感应触碰区域因外力作用导致的电容变化，确定处于作业执行阶段的压强梯度向量，将其与处于指令接收阶段的二维指令响应矩阵进行融合，经张量并置操作后，确定意图接收指令的触觉反馈张量； S4、依据意图接收指令的触觉反馈张量与角向旋转波束的环向能量通量，并结合交互评价模型，以判断当前的多模态人机交互过程是否有效，并生成相应的交互控制指令。

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