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．     

虚拟现实辅助除冰机器人遥操作系统

以高压输电线除冰机器人为背景,提出并实现了基于虚拟现实技术的除冰机器人的遥操作系统。介绍了系统的基本框架和功能结构,然后对系统设计的关键技术进行了研究。在这个系统里,操作人员可以利用所生成的虚拟环境实时、动态地进行作业观测与机器人遥操作,为先进机器人遥操作系统的实现提供经验和关键技术。     

临场感遥操作机器人综述

本文分别综述了视觉临场感遥操作机器人系统、力觉临场感遥操作机器人系统、触觉临场感遥操作机器人系统、运动觉临场感遥操作机器人系统及时延对临场感遥操作机器人系统的影响问题。提出了临场感遥操作机器人技术是一门多传感器、多信息融合的人机交互技术，并指出了其今后的发展方向及研究重点。     

面向多机器人遥操作的分布式预测图形仿真系统

在遥操作机器人系统中,由于存在通信传输时延,可能导致控制系统不稳定,从而降 低遥操作的效率和安全性．目前多采用预测仿真的方法来克服．在多机器人遥操作系统不但 要克服时延的影响,还要能控制机器人协调地完成遥操作任务．我们开发了一个面向多操作 者 多机器人遥操作的分布式预测图形仿真系统,实现了对多机器人遥操作系统的预测仿真 ,多个操作者可以通过人机交互接口遥控各自的机器人,相互协调完成遥操作的任务．初步 的实验表明该系统能够克服时延的影响,并能实现多操作者 多机器人的协调遥操作．这对 空间站机器人科学实验、多航行器对接等方面的研究有理论参考价值．     

基于网络的多机器人遥操作系统中的人机交互研究

针对基于网络的智能机器人遥操作系统中人机交互的主要难点和现有方法的不足，结合基于网络的多机器人遥操作系统的特点，应用多模式控制的方法丰富了操作者与机器人系统的交互途径，提高了操作效率。在此基础上，为解决网络时延给多机器人遥操作系统中的人机交互带来的问题，提出了一种带有时间标记的基于事件的方法，在保证系统稳定运行的同时提高系统的效率和性能。实验表明了所研究的方法的有效性和优越性。     

视频融合在机器人遥操作中的应用

在机器人遥操作系统中，目前普遍采用预测仿真的方法来克服信号传输时延对遥操作的影响。但虚拟环境与实际环境往往不是完全一致的．因而仅仅依靠仿真图形来辅助完成遥操作任务是不可靠的。针对预测仿真的不足，本文详细介绍了视频融合中的关键技术．使仿真图形能精确的与视频图像相匹配．从而直观的为操作者提供仿真模型与真实机器人运动是否一致的信息．辅助操作者正确可靠的完成遮操作任务。     

力觉临场感遥操作系统的双向控制

通过建立一套主从机器人遥操作系统，研究在非确定性环境下借助力觉临场感技术实现遥操作的控制理论和设计方法，在力和运动的双向控制中采用力反射伺服型控制方案，实验表明了该方案的可行性，显示了临场感在增强人机交互能力方面的重要作用．     

机器人插件作业的视觉导引方法研究

插件作业（parts mating）是装配机器人的一项基本作业环节．本文介绍了以双目立体视觉 实现该作业的视觉导引方法．该方法通过采用人机交互方式,借助于人的智慧,提高了图像 特征提取和匹配的准确性和可靠性、可直观准确地给出插件作业的动作参数,克服了自动视 觉计算复杂、鲁棒性差的缺点,适用于机器人遥操作作业．实验表明,基于人机交互的机器 人插件作业在立体视觉导引下是完全可行的．     

竞争型遥操作机器人系统的研究

针对军事、反恐等领域遥操作机器人特点,首次系统地提出竞争型机器人遥操作系统的概念,并将其与传统协作型机器人遥操作系统进行比较分析,从而得出竞争型机器人遥操作系统的研究重点和特点．在此基础上,构建了一个基于网络的竞争型机器人对弈系统,为今后该方向的研究提供了新的思路．     

基于虚拟环境的多操作者多机器人协作遥操作系统

建立了基于虚拟环境的多操作者多机器人协作遥操作系统,采用3层C/S结构的控制系统软件构架.根据实验系统平台工作场景对分布式虚拟环境进行建模,以实现多操作者对多机器人的分布式控制.结合多操作者多机器人遥操作系统的结构特点,采用本地滞后原理对分布式虚拟环境的一致性控制进行了研究,解决了遥操作系统一致性控制中时钟同步、滞后时...     

Control gain adaptation in virtual reality mediated human–telerobot interaction

The Internet connects millions of computers worldwide, and provides a new potential working environment for remote‐controlled telerobotic systems. The main limitation of using the Internet in this application is random delays between communicating nodes, which can cause disturbances in human–machine interaction and affect telepresence experiences. This is particularly important in systems integrating virtual reality technology to present interfaces. Telepresence, or the sense of presence in a remote environment, hypothetically is positively related to teleoperation task performance. This research evaluated the effect of constant and random network (communication) delays on remote‐controlled telerover performance, operator workload, and telepresence experiences. The research also assessed the effect of using a system gain adaptation algorithm to offset the negative impact of communication delays on the various response measures. It was expected that with gain adaptation, system stability, performance, and user telepresence experiences would improve with a corresponding decrease in workload. Results indicated that gain adaptation had a significant effect on the performance measures. The study demonstrated that gain adaptation could reduce deterioration in telepresence experiences and improve user performance in teleoperated and telerobotic control. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Hum Factors Man 15: 259–274, 2005.     

VR-Based Teleoperation for Robot Compliance Control

Robots governed by remote human operators are excellent candidates for work in hazardous or uncertain environments such as nuclear plants or outer space. For successful teleoperation, it is important to let the operator feel physically present at the remote site. When the telerobotic system is used to execute compliance tasks in which simultaneous control of both position and force may be demanded and inevitable contact with environments is encountered, information about the interactions between the robot manipulator and the environment are especially crucial for the operator to make proper decisions. This paper proposes a VR-based telerobotic system for such compliance tasks. The proposed system provides both visual and haptic information. A local intelligence controller, capable of surface tracking and force regulation, is equipped on the robot manipulator to tackle the time-delay problem usually present in teleoperation and to share control load with the operator. The proposed telerobotic system is developed in a virtual environment due to recent gains in the capabilities and popularity of virtual reality to generate realistic telepresence. Experiments based on the surface-tracking and peg-in-hole compliance tasks demonstrate the effectiveness of the proposed system.     

Dynamic virtual environment to test teleoperated systems with time delay communications

This paper presents a dynamic virtual environment tool for training operators and to prove different control schemes in telerobotic systems, and describes virtual reality environments used in teleoperated robotic systems. In the presented tool, the kinematic and dynamic model of the remote environment which is manipulating the operator is considered. The paper also describes how time delays in the communication channel can be easily added to the simulator, in order to analyze their effects in the teleoperated system. Finally, some experimental results achieved with this virtual teleoperated system are shown. With the presented dynamic simulator, different control schemes designed to overcome the time delay problem could be tested. © 2005 Wiley Periodicals, Inc.     

物理机windows与虚拟机linux之间的文件交换方法

介绍运行于windows系统之上的YMware虚拟机软件,叙述在limlx虚拟机内添加物理盘的方法。然后详解了在虚拟机linl~：环境下,如何将添加的物理盘挂载于linux的文件系统之上,实现物理机windows系统与虚拟机limlx系统的文件交换;文中还介绍了虚拟机linux系统下网络参数的设置,linux系统下的邱服务组件的安装,利用邱服务实现物理机与虚拟机之间的文件交换。     

利用虚拟机技术构建计算机网络实验教学环境研究

本文首先介绍虚拟机和虚拟机技术,然后设计并实现利用虚拟机技术构建网络操作系统服务器配置实验教学环境及利用VMware公司推出的网络安全工具包虚拟机搭建网络安全技术实验教学环境,充分阐述了虚拟机技术在计算机网络实验教学环境中的重要作用。     

一般平面机器人的工作空间分析

本文讨论一般的旋转关节平面机器人的工作空间问题，给出了作为工作空间的圆环区域的内、外半径有圆环自身的半径（厚度），同时对文献「５」的示便中关于平面机器人工作范围的一个结论进行了分析。     

基于LAN的计算机视觉与虚拟现实集成模型研究

进入80年代后期,虚拟现实技术取得了迅速的发展,目前作为一个全新的技术生长点受到了国内外学者的广泛关注。文中提出了一个基于LAN计算机视觉与虚拟现实集成模型。论述了系统实现及实验结果。研究结果表明,把计算机视觉技术与虚拟现实技术“集成”在一起,从现实世界精炼出关键参数供虚拟现实技术所用,可构成简便灵活的虚拟现实系统,文中在研究大空间跟踪中采用了该模型,证明了该模型的可行性及优点。     

一个基于虚拟现实的机械CAD系统

传统的机械CAD系统存在缺乏柔性和自动化水平低的缺点,虚拟现实技术可以提供具有良好沉浸感、交互性和可视化效果的设计环境.该文首先介绍了机械零件设计的一般过程,分析了用虚拟现实方法进行机械设计的关键技术,利用虚拟现实的方法,以OpenGL为工具设计了一套机械CAD系统（VRMD系统）,最后以齿轮的设计为例,介绍了机械设计的一般方法和VRMD的实现过程.结果表明,VRMD自动化程度高,设计柔性好,克服了传统方法的不足,系统用户界面直观友好,能缩短产品的设计周期.     

虚拟运行环境描述管理工具的研究和实现

针对分布式网络环境中虚拟运行环境的描述、部署和管理问题,设计和实现了一个图形化的虚拟运行环境的描述、部署和管理系统,该系统整合虚拟机技术,通过图形化的方式来描述目标虚拟运行环境的网络拓扑,配置和部署环境中的虚拟机,并提供了对其中虚拟机基本的管理和控制功能.具有通用性、高可扩展性和灵活性的特点.可用于网格以及其它分布式系统.