微创外科手术机器人技术研究进展

为实现外科手术的微创化、精确化、智能化、远程化,将机器人技术与微创外科手术相结合,在综述国内外微创外科手术机器人研究现状的基础上,重点论述和分析从操作手设计、控制结构与控制方法,对力反馈主手、手术器械及力感知、增强现实、半自主手术、手术训练系统等关键技术进行了介绍和分析.基于上述技术研发的微创外科手术机器人改善了医生进行微创手术的环境和工具,提高了外科手术的质量,具有广泛的应用和发展前景.对微创外科手术机器人技术的发展趋势进行了展望.     

清洁机器人与智能手机远程监控相结合的应用研究

为解决现有技术下清洁机器人自身路径规划存在的缺陷,同时从家用机器人的功能拓展考虑,提高设备集成度,提出以wifi无线传输技术为手段,实现智能手机Android平台对清洁机器人的手动控制.并根据清洁机器人的运作机制,提出将温度、湿度和烟雾传感技术与之结合,利用机器人与手机通讯,实现家庭远程监控报警功能,提高家庭安全系数.实验结果表明,Android平台界面设计友好,wifi环境配置灵活度高,双向通讯流畅,对危险环境反应灵敏,整体设计可操作性强,在未来清洁机器人产品的设计开发中应用前景广阔.     

基于PLC嵌入GSM技术实现远程监控系统

基于PLC嵌入GSM技术实现远程监控,将PLC控制与手机短信相结合,探讨PLC与手机的软硬件接口,以及PLC控制手机的工作原理等内容;利用PLC嵌入手机控制技术实现机器人自动抛光系统中重要参数的远程采集和实时报警功能。     

机器人可视化仿真模型及同步控制系统的研究

虚拟现实是迄今为止最强的人机接口技术。首先参照实体机器人,利用3DMAX技术进行虚拟机器人的建模和制作贴图,设计并实现了一个机器人三维可视化仿真模型;然后通过设置关键帧的方法实现了对虚拟机器人运动的控制,利用VisualC建立了一个对仿真机器人的控制平台;最后通过网络操纵仿真机器人来实现对远端真实机器人的同步遥控制。这样不仅增强了远端执行机构的作业能力,也拓展了设备的应用领域,从而能更有效地协助操作者完成任务。     

噪声环境下智能机器人语音控制特征提取方法

针对机器人的应用场合通常存在各种噪声干扰的问题,提出了一种基于稀疏编码的语音特征提取方法.利用稀疏编码能稀疏表示语音的特性,在梅尔频域对语音增强后提取特征,将稀疏去噪与语音特征提取相融合,实现了混噪语音的有效补偿.在预设场景中的实验结果表明,与现有特征提取方法相比,所提出的语音特征提取方法能有效降低噪声对语音特征的影响,提高机器人语音控制的性能.     

数据驱动的移动增强现实技术及其在核电仿真中的应用

为改善传统设备监控手段,对移动增强现实技术进行了研究,并应用于处于运行状态的核电系统.通过工业通讯接口将现场生产数据存储到网络数据库中,当可移动终端摄像头检测并识别到标识图案(Marker)时,借助无线网络通讯技术从服务器返回设备生产数据,经后台控制程序模拟虚拟场景中的设备工况和工质状态,可以实现设备仿真、场景漫游、工况再现,以及生产过程报警和设备控制反馈.对蒸汽发生器的液位测试结果表明,移动增强现实技术在工业领域有很好的应用意义.     

航天发射场岗位操作模拟训练系统研究

航天发射场岗位操作模拟训练系统以虚拟仿真、虚拟现实等技术为支撑,使用主流VR头盔显示设备(HTC Vive)、相关体感设备等,集成三维数字化场区环境、三维数字化设施设备,建立具备高逼真度、自然交互机制以及深度沉浸感的三维虚拟仿真场景,实现对加注岗位、工作平台等典型操作岗位的训练岗位设置、训练科目设置、训练过程模拟推演、训练结果记录与评估等功能,完成基于VR技术的模拟训练系统研究。     

基于语音识别的远程机器人控制系统

利用Nuance和jTTS语音合成技术,将用户通过电话输入的特定语音转换成机器人指令,通过网络实时传输到远程机器人端,机器人控制端接收到命令,通过对命令的判断,做出相应的动作,从而实现对机器人的远程控制,该系统还可以通过网络视频软件将机器人现场视频画面实时采集、传输和在本地播放．     

基于VR的滑雪姿态训练模拟器设计

滑雪运动是受欢迎的冬季运动项目,为实现初学者的快速入门和对滑雪过程的模拟,设计了一种基于VR的室内滑雪姿态训练模拟器,训练器包括虚拟模拟系统、运动训练系统和安全防护系统三部分, VR虛拟模拟系统能够模拟滑雪训练场景、增加滑雪运动真实感;运动训练系统包含多种机构,能够最大限度模拟滑雪运动姿态;安全防护系统能够对使用者起到保护作用;训练器结合VR技术可实现真实滑雪场景体验下多维度滑雪运动姿态的模拟,让滑雪者在模拟运动时有身临其境的真实体感,显著提升了体验者模拟滑雪的实景感受。     

基于VR的抽水蓄能电站厂房可视化交互仿真及应用

为实现水电站厂房沉浸式可交互的可视化仿真,探索虚拟现实(virtual reality)技术在水电站厂房设计与运行维护中的创新应用,本系统基于水电站Bentley BIM数据,采用虚幻4引擎(UE4)进行开发,构建了电站厂房发电机层、母线层、水轮机层以及蜗壳层的VR仿真场景,并通过C++以及UE4蓝图系统,实现了VR场景中的沉浸式交互漫游、可视化设计校核、设备操作训练模拟以及BIM数据驱动的设备信息可视化查询等功能.系统使用HTC VIVE虚拟现实套装作为交互外设,实现了沉浸式可交互的可视化仿真.结合洛宁抽水蓄能电站,开发了厂房VR交互仿真系统,对VR技术在水电站厂房设计运维中的创新应用有着重要的促进作用与参考意义.     

浅谈虚拟演播室系统及其虚实结合技术

虚拟演播室技术因其虚拟场景的特点,可随心所欲地创意和实现演播室静态和动态场景设计,缩短了电视节目制作周期,提高了演播室利用效率,比较适用于中小型电视台的节目制作、包装需求.本文通过对传统虚拟演播室技术的分析和对新的增强显示技术应用的研究.     

星宇时空VR航天系统

正颁奖词江西星宇时空网络科技有限公司自主开发的"星宇时空VR航天系统"采用虚拟现实技术(VR),将我国研发的弹、星、箭、船进行了重建,还原了火箭升空及飞行时的场景,记录了我国火箭的跨越式发展历程与辉煌成就,对于加深人们对航天事业的了解、激发青少年投身航天事业的热情具有重要意义。项目概述"星宇时空VR航天系统"成功实现了酒泉发射基地、火箭升空过程、太空舱内环境、太空景色等场景的还原,上述场景均按照原比例精细化制作,可为体验者提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让体验者身临     

基于ROS的云机器人系统设计与实现

作为物联网的一种新形式,机器人与互联网融合展现出强劲的发展的趋势.为通过互联网远程操控监视机器人和实现多机器人云端协同信息共享问题,提出一种ROS云端克隆(ROSClone)云机器人系统.基于一种新的轻量级异步通信协议,通过云上代理服务器,将支持ROS的机器人与远程应用相连接,实现机器人状态在云端的克隆.ROSClone系统性能在云上进行测试评估,结果表明此方式的高效性与可靠性.     

面向工程训练的混合现实技术开发与应用

混合现实技术是虚拟现实和增强现实的融合发展,实现了虚拟物体和真实物体实时共存与交互。利用混合现实技术识别实物模型标记物,将虚拟信息叠加到实物模型上,用户在虚拟信息指导下和实物模型进行互动,完成各项实践操作环节,实现了无人指导、虚实结合的工程训练教学。与传统教学方法相比,其提供的信息更直观,内容新颖、互动丰富,且无需学生集中授课,应用场景更多样。在当前新冠疫情下,使用混合现实技术,为实践类课程实现无辅导教学、无集中示范教学,提供了探索和研究的思路。     

基于HTC Vive的虚拟工业机器人示教编程系统

我国已经成为全球最大的工业机器人消费国，但相关的技术人才缺口正逐年扩大。其重要的原因是工业机器人成本高、操作危险，导致机器人示教编程存在困难。针对这一问题，基于HTC Vive(由HTC公司与VALVE公司合作开发的一款VR设备)，将虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术与机器人示教编程相结合，开发了虚拟工业机器人示教编程系统。首先，分析系统的VR环境特点，为系统的主界面交互设计立体式用户界面(User Interface, UI)；然后进行机器人运动学建模，实现直接拖拽机器人的示教方式；运用词法分析、语法分析和语句执行机制，开发虚拟解释器，并实现快速插入式编程的功能；最后，系统实现了可进行复杂轨迹运动的机器人示教编程功能。实验测试表明系统具有良好的交互性，能进行虚拟机器人示教编程操作。本系统操作安全，并可降低机器人示教编程的成本，有助于机器人相关人才的培养、为工业生产中机器人的仿真提供方案等，助力中国制造业的发展。     

AR与VR技术在冬季体育赛事中的应用分析

为了更加清晰和流畅转播冬季体育赛场上的实时画面,设计了一种智能视频分析系统。该系统应用迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法对冬季赛场内运动员图像通过点云配准进行实时拼接,并且能够计算出单应性矩阵对原始场景进行增强,增强观众对增强现实(augmented reality,AR)技术与虚拟现实(virtual reality,VR)技术的交互式体验感受。利用平昌冬奥会美国队与韩国队冰球比赛小组赛录像视频,对本智能视频分析系统进行测试,结果表明,本系统可以准确跟踪和识别冬季赛场上运动员,提高了冬季赛场上运动员目标检测的精度。     

基于PTR8000的自主式机器人无线控制

针对实际应用中要求实现人对自主式机器人进行无线控制,增强机器人应对能力的问题,介绍了一种PC机对机器人实现无线控制的方式,即PC机通过单片机和PTR8000与机器人成功实现无线通信.提出了无线控制的总体设计方法,编制了发射和接收程序.实验证明,该设计基本取得了最初的设想效果.     

力觉临场感遥操作机器人(1):技术发展与现状

人机交互式机器人作为最具实用价值的特种机器人已成为当前机器人学研究的前沿和热点.临场感(Telepresence)技术是人机交互的核心.首先,回顾了力觉临场感遥操作机器人技术的产生、发展和现状,介绍了力觉临场感遥操作机器人在核领域、空间探测领域与远程医疗领域的应用情况;其次,对力觉临场感遥操作机器人的4大关键技术:传感技术、力反馈与触觉再现技术、大时延控制技术和虚拟预测环境建模技术等进行了综述;还介绍了东南大学仪器科学与工程学院机器人传感与控制研究所近20年来开展临场感遥操作机器人技术研究,以及在核探测、康复医疗领域应用的情况.通过回顾与分析,指出了力觉临场感遥操作机器人技术今后需要研究的几个重点问题.     

基于GPRS和ZigBee网络的远程入侵监测系统设计

无线传感网络由于其技术可靠、低功耗、成本低廉、开发周期短等特点,已经在环境监测领域有着广泛的应用,但短距离通信这一特点一直制约着这一技术在应用领域方面的进一步推广.为实现监测区域入侵状态的自动、实时、多点、远程以及现场场景可视的监控,将ZigBee无线传感网技术和GPRS网络相结合,并对无线组网方式和传感器选型进行分析,实现了一种实时手机短信报警、采集现场场景并发送彩信的远程入侵监测系统设计.     

VR技术在联合站仿真演练系统中的应用研究

介绍了应用虚拟现实技术的联合站仿真演练系统的优越性,阐述了三维建模技术、实例化技术、纹理映射技术、LOD技术、碰撞检测技术、数据库技术等关键技术在系统中的具体应用.从场景建模、场景表现艺术性和三维物体运动模拟三个方面,以游离水脱除器场景为例详细说明了VR技术在系统中的应用实现.此系统在应用过程中,物体表现形象、逼真,操作实时、有效,能够让用户身临其境地感受实际环境和真实操作,在实际的操作演练中切实发挥作用.