基于动作捕捉的人形机器人遥操作动作重定向技术

遥操作是机器人研究的重要应用,针对人形机器人开发了一种机器人遥操作方法,利用基于误差最优化的动作重定向技术将人体动作捕捉数据映射到人形机器人模仿人体动作完成遥操作任务,同时能够在遥操作过程在质心调节和三点支撑法自动切换保持平衡。该方法已经在人形机器人NAO进行验证,成功的遥操作NAO机器人应用于书法书写。实验结果显示,人和机器人之间的动作映射保持了良好的运动学匹配和较高的跟踪精度,同时保证了机器人的平衡。     

一种基于行为的机器人自主控制器

为提高遥操作中从端机器人的局部自主能力,设计了一种机器人自主控制器.该控制器集成了行为选择、基本行为以及命令融合等功能模块,并基于自适应神经模糊推理系统实现了各种基本行为.最后利用该自主控制器进行了基于网络遥操作的精细作业实验,实验表明,将基于行为的自主控制器引入机器人遥操作作业中,可有效提高机器人系统的作业性能.     

大时延环境下的虚拟现实临场感遥操作系统

系统地讨论了基于虚拟现实技术的机器人无线遥控系统,并以液压伺服驱动的工程机器人为研究对象,搭建了具有临场感的机器人遥操作平台.针对遥操作中普遍存在的时延问题,采取视频监控与虚拟现实相结合的技术,通过在控制回路中引入仿真机器人和虚拟环境来解决.基于虚拟现实的遥操作,操作人员直接面向虚拟场景中的图形机器人来完成遥控作业任务,而现场端的视频信息反馈只起到辅助监控的目的,这样就可以利用图形机器人对操作者输入指令的即时响应来避开底层通讯时延的影响,现场机器人的动作是经过一定时间延迟后图形机器人运动的再现.实验表明,本系统可以较好地实现大时延遥操作中的临场感作业.     

基于3G网络的仿人机器人遥操作提示技术研究

为了更加方便工作人员的操作和提高操作机器人的准确度,对基于3G网络的仿人机器人遥操作提示技术进行了研究。首先分析了基于移动网络的仿人机器人遥操作系统现状,在此基础上设计了基于移动网络的仿人机器人遥操作提示系统,该提示系统主要包括运动提示平台和操作机器人。     

基于虚拟现实的空间机器人遥操作地面实验研究

以空间机器人在轨服务为背景,建立了基于虚拟现实的机器人臂/灵巧手遥操作地面实验系统,模拟了空间机器人遥操作的情形.系统主要包括虚拟环境建模、人-机交互接口设计、机器人运动学建模和时延模拟环节.利用该遥操作系统,在模拟的地面-空间大时延（约10 s）遥操作条件下,完成了销孔装配的典型空间装配任务.验证了在结构化环境中遥操作时,虚拟现实技术克服大时延影响的有效性.     

遥操作工程机器人运动提示系统研究

为了实现在无线网络环境下遥操作工程机器人的运动临场感,设计一种基于WLAN的遥操作工程机器人运动提示系统。给出了构成该系统的三自由度运动提示平台、液压系统、无线通信系统和测控系统的组成及原理,对运动提示方法、平台运动学及其跟随特性进行了理论分析和实验研究。结果表明,系统组成方案可行,运动提示平台跟随特性较好,跟随精度可满足工程要求。研究结果可为无线网络环境下具有临场感的遥操作工程机器人系统的开发提供借鉴指导。     

遥操作机器人的神经网络校正地图策略

提出一种利用全身传感装置进行地图定位和校正的遥操作机器人.首先,针对遥操作控制系统进行了深入的研究,包括遥操作要素和技术要点等.其次,根据周围环境地图特征进行了地图建立和定位,提出了一种神经网络的方法进行地图校正.该方法可以学习来自信息捕捉装置的传感器数据信息,分配给每个神经网络的机器人执行器的位置之间的映射.最后,为了在学习过程中收集数据,机器人通过一系列成对的同步动作来校正地图.该方法可以应用于任何环境下机器人地图定位和校准,而不考虑环境物理中呈现出的差异.实验结果表明,该方法为实现机器人的遥操作提供了一种快速、有效、灵活的方法.     

基于触屏控制的遥操作排爆机器人设计

针对传统排爆机器人行走机构的缺陷,设计了一种轮摆履复合的排爆机器人。基于Beckhoff控制器和Elmo驱动器实现了机器人的运动控制系统。通过设计通信系统、图像实时传输系统和虚拟机器人交互系统,实现了机器人的遥操作,并结合各子模块开发了一整套基于触摸屏的控制软件。实验证明该排爆机器人移动性能好,触控软件操作方便,交互性好。     

液压挖掘机器人多关节协调控制研究

针对挖掘机器人位置伺服控制中,各关节伺服控制子系统相互独立,关节间速度无法匹配引起的轨迹轮廓误差问题,提出了一种基于交叉耦合路径预补偿算法的挖掘机器人多关节协调控制方法.以一台小型液压挖掘机为实验对象,实验结果表明该方法可以有效地提高斗齿尖轨迹的跟踪精度.     

自主作业挖掘机的机器人化研究

论文以某自主作业挖掘机为平台进行轨迹规划、运动控制等机器人化研究,以解决液压挖掘机的多变性、液压系统的高度非线性、整个控制系统存在大量的不确定量等问题。采用基于作业面状况的实时在线轨迹规划方法,完成挖掘机各关节运动轨迹规划,得出自主挖掘装置作业的最佳路线。开发出一套面向任务的挖掘机器人语言,将挖掘任务描述为一系列的运动和编码,能够方便快捷的进行系统维护、功能扩展和二次开发。应用结果表明,该研究方法能实现挖掘机的机器人化,并已成功应用于某预研项目。