基于数据手套驱动的虚拟机器人操作技术

虚拟机器人是机器人遥操作系统基本框架中不可或缺的一部分 ,是解决信号传输中的大时延 ,实现预测显示技术的关键之一。本文首先分析了引起时延的各种因素 ,提出采用预测预演控制方式结合虚拟现实的人机交互方法进行控制可以解决时延对系统可操作性的影响 ,同时探讨了利用数据手套实现虚拟机器人的操作技术 ,试图寻找一种更自然、更易让人接受的虚拟机器人控制方式 ,建立了一套基于数据手套驱动的虚拟机器人Puma5 6 0操作实验系统。实验结果表明 ,通过数据手套的手势输入和识别 ,可以实现操作者对虚拟机器人方便快捷的操作控制 ,是一种人性化的人机交互方法。     

基于数据手套的机械手控制技术应用*

基于数据手套的机械手控制是一种新的机械手控制模式。与传统的机器人控制方法作比较,分析了各自的优势,介绍了系统框架,讨论了系统实现中的关键技术,最后实现了原型系统。应用表明,这种方法操作简单、交互性好,有广泛的应用前景。     

跟踪注册的增强现实技术研究

首先对基于单摄像头跟踪注册的增强现实的注册原理进行了探讨,分析了其通过图像匹配识别标志物的原理,总结了其运行流程,并在OpenGL平台上开发出了基于增强现实技术的虚拟训练原型系统。     

基于遥操作的视频增强现实系统的研究

从分析遥操作的人机交互手段入手，研究了基于遥操作的增强现实系统的单元基本结构和功能，提出了基于遥操作机械手的视频增强现实系统的软件框架和实现方法，并应用到遥操作空间机械手的模拟实验中，完成了模拟机械手抓取的作业任务，验证了其实用性。     

遥操作在设备维修中的应用

针对远程设备维修遥操作系统时延对可操作性、稳定性和安全性的影响进行了探讨。提出基于增强现实技术构建本地操作系统，将具有时延的远程通讯排除在本地控制循环外，同时采用友好的人机交互手段提高系统的可操作性；采用预测显示控制远程维修机器人的控制方式，保证系统的操作稳定性和安全性。构建了维修实验平台，验证了方法的可行性和有效性。     

面向对象的虚拟手技术研究及实现

虚拟手技术是一种很有前途的人机交互技术。本文采用面向对象的方法，建立了一个虚拟手模型，并给出了从人手到虚拟手合理的运动映射算法。然后以Open Inventor为软件平台，采用数据手套和位置跟踪器作为主要的输入设备，开发了一个虚拟手原型系统，实现了人手与虚拟手的直接交互，并能自然、高效地完成一些虚拟操作。     

面向实时自避碰的双臂机器人力矩控制策略

为解决双臂机器人运动过程中的自碰撞问题，提出了一种面向实时自避碰的双臂机器人力矩控制策略。利用机械臂正向运动学构建双臂机器人动态骨架包围盒，用于简化计算关节间最小距离；根据机械臂关节空间阻抗控制规则，设计了基于关节间距离的力矩控制算法，将运动中各关节间距离转换为避碰力矩，并将避碰力矩和其他任务的期望力矩相加，从而得到控制双臂机器人运动的实际力矩。实验表明：当双臂机器人的设定杆件相互靠近且达到避碰距离时，本研究所提出的自避碰策略能够及时对机器人的运动关节产生一组平滑的避碰力矩，避免了机器人自身发生碰撞，验证了所提算法的有效性及实用性。