一个新的力觉临场感系统模型

本文提出了一个新的力觉临场感系统模型，讨论了它的二端口网络结构，推导了相应的网络特性参数，分析了参数的含仪和测量方法。此外，对理想系统的参数也进行了分析，本文的研究为临场感技术的发展提供了基础。     

空间机器人遥控、自主与协同操作的软件基础

空间机器人控制语言是实现空间机器人三种控制方式:遥控操作,自主操作和协同操作的软件基础,本文描述了该语言的基本结构,对于自主方式,给出了编程示例;对于遥控方式,运用程序辅助的方法,解决了操作员单独进行主/从操作时难以解决的问题.     

大时延遥操作系统的波变量双边自适应控制

针对通信时延对遥操作系统稳定性和透明性的影响,研究了一种基于双边自适应控制和波变量理论的控制方法。通过设计波控制器保证通信传输模块的无源性,在保证系统稳定的基础上,调节波阻抗系数来提高系统的透明性,并在时延10 s的情况下进行主从端速度、位置和力的跟踪仿真实验,结果表明该方法和已有的双边自适应方法相比既能保证系统稳定且透明性好,达到较好的控制效果。     

基于临场感的遥操作机器人共享控制研究综述

共享控制策略作为基于临场感的遥操作机器人的主要控制模式,能够充分利用操作者的感知、判断和决策能力,也能发挥出机器人自身的优势. 阐述遥操作机器人临场感技术;综述遥操作共享控制策略的发展现状,主要基于触觉反馈引导、运动学限制规避以及共享因子分配等,对各控制策略的原理进行介绍,并梳理和分析遥操作共享控制策略发展中的瓶颈和不足,如共享因素的单一化或僵硬化、时延问题和机器人自主判断能力有限等问题. 针对研究存在的局限性,从3个方面对未来的发展提出展望,分别为提升干预水平、加强机器人意图预测、结合机器学习, 具有一定的指导意义.     

Adaptive neural network control of bilateral teleoperation with unsymmetrical stochastic delays and unmodeled dynamics

In this paper, adaptive NN control is proposed for bilateral teleoperation system with dynamic uncertainties, unknown external disturbances, and unsymmetrical stochastic delays in communication channel to achieve transparency and robust stability. Compared with previous passivity‐based teleoperation framework, the communication delays are unsymmetrical and stochastic. By partial feedback linearization using nominal dynamics, the nonlinear dynamics of the teleoperation system are transformed into two subsystems: local master/slave dynamics control and time‐delay motion tracking. By integrating Markov jump systems and adaptive parameters updating, adaptive NN control strategy is developed. The stability of the closed‐loop system and the boundedness of tracking errors are proved using Lyapunov–Krasovskii functional synthesis under specific linear matrix inequalities conditions. The proposed adaptive NN control is robust against motion disturbances, parametric uncertainties, and unsymmetrical stochastic delay, which effectiveness is validated by extensive simulation studies. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

分层码率控制策略在机器人遥操作中的应用

为实现卫星自维护遥操作系统中稳定可靠的视频反馈目标,提出一种基于分层码率控制的视频传输策略.利用实时探测到的带宽选择不同码率的视频流分层,使得视频传输对于不同的网络带宽具有自适应性.试验结果表明,该策略能够在波动带宽下给予遥操作者稳定流畅的视频反馈,有效地提高了遥操作系统的视觉临场感性能.     

机器人一体机远程监控平台的音视频传输研究与设计

文章分析了一个典型的机器人一体机（RIM）远程控制方案,研究了该方案中的用于解决海量数据传输问题的监控平台。在数据传输过程中,音视频数据的传输效率是个亟待解决的问题。文章也对该控制方案中的结构进行了深入研究与分析,详细叙述了广域网音视频传输系统的需求,设计并实现了广域网中不同局域网之间的音视频信息的传输,为移动机器人的遥操作提供支持,介绍了系统所用到的关键技术并对系统进行了测试与分析。该方案简单明了,实现方便,通过了相关测试。     

Human control model in teleoperation rendezvous

This paper proposes a human control model in teleoperation rendezvous on the basis of human information processing （perception, judgment, inference, decision and response）. A predictive display model is introduced to provide the human operator with predictive information of relative motion. By use of this information, the longitudinal and lateral control models for the operator are presented based on phase plane control method and fuzzy control method, and human handling qualities are analyzed. The integration of these two models represents the human control model. Such a model can be used to simulate the control process of the human operator, which teleoperates the rendezvous with the aid of predictive display. Experiments with human in the loop are carried out based on the semi-Physical simulation system to verify this human control model. The results show that this human control model can emulate human operators＇ performance effectively, and provides an excellent way for the analysis, evaluation and design of the teleoperation rendezvous system.     

基于虚拟力引导的人机协同目标抓取方法

针对力反馈遥操作中传统人工势场法无法适应于机械臂整体的避障以及在作业过程中操作者难以控制机械臂到达所需位姿的问题,提出了一种基于虚拟力引导的人机协同目标抓取方法。力反馈设备向操作者提供力觉交互。通过结合人工势场法和虚拟夹具,构建管道形虚拟力场,生成实时虚拟力引导,实现协助操作者完成从端机器人的整体避障任务并在完成避障后引导机器人返回预定义路径并趋近目标点。当进行抓取任务时,构建锥形虚拟力场,实现协助操作者操作机械臂到达目标位置和姿态。此外,提出了一种机器人运动限制方法以降低操作者的操作失误对抓取任务的影响。实验证明,该方法能有效提高目标抓取操作的成功率和操作效率。