基于虚拟现实的无时延感空间机器人遥控操作研究*

主要研究了克服空间机器人遥控操作时延问题的虚拟建模和仿真技术。首先概述了遥操作时延问题的研究现状;然后提出了一种基于虚拟现实预显示技术解决时延问题的方案;最后开发了基于虚拟现实的无时延感的遥控操作系统,并进行了仿真实验研究。仿真结果表明,虚拟现实技术在有效克服空间机器人遥控操作大时延中发挥了重要作用。     

面向任务的虚拟环境和人机交互方法研究

基于虚拟现实技术的人机交互方法为面向任务的机器人远程作业研究提供了新的思 想和思路，增强了机器人系统的遥控作业能力．本文对机器人系统中虚拟环境和人机交互方 法研究进行了综述，对虚拟环境中的示教和遥操作进行了评析，并探讨了未来遥操作机器人 系统作业的发展趋势．     

基于机器人力控制表面跟踪的遥控焊接虚拟环境标定

提出了基于机器人力控制表面跟踪的遥控焊接虚拟环境标定方法．采用基于力觉传感器坐标系横切面轮廓线的力控制策略对工件表面进行跟踪,并精确测量接触点的空间位置．通过椭圆跟踪轨迹直接最小二乘拟合算法和T形管工件标定算法,解决了T形管工件的虚拟环境标定问题．实验结果表明,该方法可以实现高精度的虚拟环境标定,虚拟环境模型精度能够满足以被动柔顺方式完成遥控焊接接触任务的需要．     

遥控作业移动机器人环境建模方法研究

本文介绍了用于遥控机器人作业虚拟环境生成的建模方法，重点研究了基于人机交互的双目立体视觉和多视点建模方法，以克服视觉自动建模方法计算复杂、鲁棒性差的缺点，给出了环境建模的实验系统和实验结果。     

临场感遥控作业机器人的力觉虚拟现实建模研究

虚拟现实技术是目前解决临场感遥控作业机器人系统中时延问题的有力手段。本文针对力觉虚拟现实的实现,提出一种新的力觉虚拟环境的建模方法。该方法引入虚拟物体的动力学特征,使得模型更具起初性,不仅可以生成交互时发生的弹性接触力,还可以生成操作过程中的惯性力以及接触过程中的摩擦力。实验表明了该方法的有效性。     

灵巧手抓持规划的虚拟仿真方法

本文介绍在虚拟环境中,通过仿真分析的手段来研究机器人灵巧手抓持规划方案的方法。研究中以人的经验为指导,根据手、物的形状及尺寸等相对关系初步给出定性的抓持方案,以此为基础在虚拟环境中对机器人灵巧手的抓持过程进行仿真分析,判定所给出的抓持规划是否能实现在虚拟环境中的稳定抓持。然后在可行方案的基础上进一步对灵巧手的抓持点位置及抓持姿态进行优化,最终可得到机器人灵巧手对于特定被抓持物的较令人满意的抓持规划方案。     

基于VRML的遥操作机器人三维建模与交互

VRML是能在web网络上实现实时传输的三维虚拟建模技术。分析了机器人虚拟建模的方式及建模步骤。对VRML与外部环境交互的三种实现方式进行了分析比较。最后提出一种利用贴图实现的虚拟环境建模方法。仿真效果表明该建模方式能更加逼近真实环境。     

灵巧手抓持规划的虚拟仿真方法

本文介绍在虚拟环境中,通过仿真分析的手段来研究机器人灵巧手抓持规划方案的方法.研究中以人的经验为指导,根据手、物的形状及尺寸等相对关系初步给出定性的抓持方案,以此为基础在虚拟环境中对机器人灵巧手的抓持过程进行仿真分析,判定所给出的抓持规划是否能实现在虚拟环境中的稳定抓持.然后在可行方案的基础上进一步对灵巧手的抓持点位置及抓持姿态进行优化,最终可得到机器人灵巧手对于特定被抓持物的较令人满意的抓持规划方案.     

机器人打乒乓球

日本东芝公司表演了他们研制的DARM-2打乒乓球机器人,引起了轰动。研究这种机器人并不是为了在市场上销售,而是把它作为许多其它专项研究的基础。这是一台试验性机器人,利用它可以研究驱动装置、处理器及视觉系统等技术。 机器人的上方装有一台抛球机,它可将球抛到墙上,然后乒乓球反弹回到机器人前面的球台上。机器人利用传感器获得弹回球的坐标,视觉系统测定由抛球机到墙上再到球台整个行程上球的位置,并自动计算出球的最终位置。计算时还考虑到球的弹性     

虚拟现实辅助机器人遥操作技术研究

本文以水下机器人的遥操作作业为应用背景,提出并实现了虚拟现实技术和视觉感知 信息辅助机器人遥操作实验系统．该系统使用了CAD模型和立体视觉信息完成遥操作机器人 及其作业环境的几何建模和运动学建模,实现了虚拟作业环境的生成和实时动态图形显示． 采用了基于立体视觉的虚拟环境与真实环境的一致性校正、图形图像叠加、作业体与环境位 姿关系建立、基于网络的监控通讯等关键技术．在这个实验系统中,操作人员可利用所生成 的虚拟环境,在多视点、多窗口作业状态图形和图像显示帮助下,实时动态地进行作业观测 与机器人遥操作与运动规划,为先进遥操作机器人系统的实现提供了经验和关键技术．