基于Web的机器人遥操作

目前,在基于Internet的遥操作中普遍存在着大时延和有限带宽的问题，严重降低了系统的稳定性与安全性。遥编程技术的提出为这些问题的解决开辟了一条很有希望的道路。应用这一技术，实现了一个基于Web的机器人遥操作实验系统。     

无时延感的遥操作实时共享控制仿真

针对遥操作存在大延时和临场感缺失等问题,提出了一种融合多种技术的无时延感的空间遥控机器人实时共享控制系统;重点研究了融合双向力反馈、传感器局部自主控制、图形预显示和遥编程的无时延感遥操作技术;计算仿真实验验证了该系统及其技术的有效性。     

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．     

空间机器人遥操作克服时延影响的研究进展

针对空间机器人遥操作亟需解决的时延问题,回顾了其克服时延影响的研究发展历程,并对目前应该采取的应对策略提出了建议.指出就目前的技术发展水平而言,要能够有效地克服时延以确保空间机器人遥操作稳定性的同时系统具有良好的操作性能,应该采取的策略是:①在结构化的、确定性的和静态环境下,采用具有鲁棒性的多感知增强现实技术;②在非结构化的、不确定性的和动态环境下,采用视觉引导下的从端局部智能自主控制技术;③在多态环境下,采用多模式智能控制技术.     

临场感遥操作机器人系统克服时延影响的研究发展策略􀀂

时延问题是临场感遥操作机器人系统中亟需解决的首要问题.为了了解临场感遥操作机器人系统克服时延影响的研究发展策略及其最近的研究进展;指出基于虚拟现实技术的临场感遥操作机器人系统是今后临场感机器人技术研究和发展的主潮流;认为致力于设计并研究对几何建模误差和动力学建模误差均具有鲁棒性的临场感遥操作机器人系统,才是有效地解决系统通信时延问题,并使其系统稳定,又具有良好可操作性的切实可行的办法.     

基于网络的遥操作机器人系统传输时延研究

文章主要研究了基于网络的遥操作机器人系统传输时延的测试、分析以及数据丢包的解决方案。首先概括地介绍了系统的构成及工作原理,然后采用VisualC++6.0软件编写网络时延测试软件,并进行多种实验,最后对实验结果进行了分析,并给出了针对丢包问题的解决方案,同时基于Matlab仿真实验验证了该方案的有效性和可靠性。     

遥操作机器人系统时延控制方法综述

遥操作机器人系统的应用和研究是目前机器人学一个重要的研究领域.尤其是网络遥操作系统的产生,更进一步扩大了应用领域,并对控制系统的设计带来了新的挑战.该文主要从控制的角度,面向各种性质的时延(如确定的或未知的,时变的或固定的等)对遥操作系统所带来的稳定性和透明度等问题,针对近年来为解决这些问题所提出的新的控制方法和理论进行系统的综述和分析,指出现有各种方法的优缺点,并提出了今后控制方法的研究方向和应具有的特点.     

遥操作机器人系统的变时延控制

由于遥操作机器人传输通道中存在着变化的通讯时延,造成了系统不稳定和操作性能降低等问题。为了消除或减少时延的影响,在利用RBF神经网络进行延时预测的基础上,通过改进型Smith预估器进行遥操作机器人的时延控制,从而使系统稳定,并易于操作。理论分析表明,该方案对时延的变化有较强的适应性,控制系统的鲁棒稳定性和动态品质均优于单纯的Smith预估补偿控制,且易于实现。仿真结果表明,在时延情况下,该方法可实现对遥操作机器人较为准确的测控。     

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．     

虚拟现实辅助的空间遥操作系统设计

虚拟现实技术是解决具有大变时延特点的空间机器人遥操作过程的关键技术之一.针对空间遥操作过程的大变时延、带宽有限、单次操作弧段短、人在回路中易出现时空分离感的特点,利用虚拟视觉和虚拟夹具辅助的虚拟力反馈技术设计并开发了一套空间机器人遥操作系统,避免了传统遥操作作业过程的“运动-等待”现象.重点分析了空间遥操作过程的特点,给出了遥操作系统的运行原理,论述了立体视景的构建过程,提出了虚拟力生成原理和速度型虚拟夹具原理,讨论了系统实现过程中的关键技术,并通过目标停靠试验验证了设计的空间遥操作系统能够准确、快速地完成空间r操作任务.     

基于Internet多操作者多机器人的遥操作系统的研究

近年来基于Internet多操作者多机器人MOMR(Multi-Operator-Multi-Robot)协作成 为许多学者关注的对象．相对于单操作者单机器人SOSR(Single-Operator-Single-Robot )遥操作任务的单一性和局限性，MOMR在群体作业如：设备维护、建筑建造、外科手术等许 多场合具有明显的优势．对于危险或难以到达的环境，MOMR遥操作系统的控制成为一个主要 问题． 本文综述了基于Internet 的MOMR系统的结构、概念以及国内外的研究现状，并讨论了MOMR 系统存在的主要问题和各种协调(或协作)控制方法．     

基于虚拟现实的预测仿真遥操作系统

为了补偿遥操作过程中的大时延同时为操作者提供友好的操作界面,该文提出了一种基于预测仿真的遥操作系统.首先介绍了这个系统的基本框架和功能结构,然后详细介绍了操作界面和图形仿真系统,提出了针对基于位置控刺的预测仿真算法,探讨相应预测仿真的框架流程.最后,作为一个地面模拟试验将这个系统应用于卫星故障维修中,在人为的6s双向时延的情况下成功地完成了诸如推太阳能帆板和拉卫星天线等任务.     

基于谓词不变性的状态反馈控制在机器人遥操作中的应用

传统的基于事件遥操作系统虽然巧妙地避开了变化时延问题\[8\]，但是它具有“走走停停”的特点，即机器人将当前状态发送出去之后直到操作者的下一个指令到来之前机器人必须保证状态没有变化。对此本文首次提出了利用基于谓词不变性的状态反馈控制来对原有的方法进行改进,使机器人能够对动态环境具有适应性。     

The sensor fusion system: Mechanisms for integration of sensory information

The state of the art of sensor fusion and problems to be solved are described. The basic concept of sensor fusion is classified in contrast to the function of the brain and problems of sensor fusion are defined from the viewpoints of hardware, software, and algorithms such as signal processing, artificial intelligence, and neural networks. A new concept and an architecture for active sensor fusion are described. Development of the sensor fusion architecture is difficult and many problems remain to be solved in the future.     

柔顺性触觉再现技术的研究

柔顺性触觉再现的研究难点主要集中在对触觉机理了解不深入、动态的感知过程、装置性能有限等方面.介绍了当前几种有代表性的柔顺性触觉再现装置:基于电流变液的触觉再现装置、气囊触觉再现装置、气动阵列触觉再现装置和基于弹性梁触觉再现装置.在此基础上讨论了这些装置的优缺点,并进行了比较.最后总结了柔顺性触觉再现技术的发展思路.     

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.     

Virtual tools that carry attributes for interactively specifying intermediate manufacturing processes

This paper describes an interactive system for specifying robotic tasks using virtual tools that allow an operator to reach into a live video scene and direct robots to use corresponding real tools in complex scenarios that involve integrating a variety of otherwise autonomous technologies. The attribute rich virtual tools concept provides a human-machine interface that is robust to unanticipated developments and tunable to the specific requirements of a particular task. This Interactive Specification concept is applied to intermediate manufacturing tasks.     

遥操作机器人预测显示的研究和实现

预测显示是克服基于网络的遥操作系统中网络传输时延的不确定性关键技术之一。该文提出一种基于时间和位置的预测显示方式,根据当前状态和反馈回的轨迹点,对远端的机器人状态进行预测,并在三维仿真场景中显示。经过实验,证明所提方法的有效性和可行性。     

基于虚拟现实触觉感知接口技术的研究与进展

基于虚拟现实触觉感知接口技术（Haptic Interface Technique）涉及的学科 面很宽，包括机器人学、虚拟现实技术、仿生学、传感技术及互联网通讯技术等．触觉感知接口是基于虚拟现实机器人遥操作系统的重要组成部分．从广义角度出发，触觉感知（Haptic Sensing）应包括力/力矩觉（Force/Torque Sensing）和接触觉（Tactile or Touch Sensing）等主要感觉功能．这里将着重介绍触觉感知接口的研究意义与结构、用于触觉感知接口的特种驱动机构．最后，讨论触觉感知接口技术今后的研究与发展趋势．