空间遥操作中基于实时重建模型的预测显示技术研究

发布时间：2022-02-12 21:33

　　近几年来人工智能相关技术飞速发展,但是能够自主感知、自主决策、自主规划、并自主执行任务的全自主智能机器人仍然是人类科技发展需要努力的方向。面对很多人不易到达的危险环境,比如太空、深水环境、核辐射环境等,利用机器人代替人进行任务作业是很好的选择,在避免人受到危险环境的威胁的同时,还能提高作业效率。目前遥操作机器人技术是解决此类危险环境的作业任务的主要手段。人不易到达的危险环境很多时候都是未知环境,空间未知环境下遥操作技术的关键一般在于大时延问题和环境未知性问题。基于预测模型的遥操作技术对大时延具有很好的鲁棒性和透明性,一直备受关注。本文针对空间遥操作中基于实时重建模型的预测显示遥操作技术进行研究,同时解决大时延问题和环境未知性问题。主要的工作内容如下:首先,研究了从端环境实时三维重构中的关键技术。使用KinectFusion三维重构算法完成对未知环境的重构。通过三维重构将从端环境结构化,获得了机械臂基座的空间位置信息。在主端将虚拟机械臂注册叠加到视频画面中与三维重构模型一起形成了增强现实视觉预测显示。实时三维重构结果也为后续的力觉预测显示奠定了基础。其次,针对目前未知环境下基于增强现实的... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１行星表面探测场景?

．．．?，??图１－１行星表面探测场景?图１－２空间站舱外维修场景??除了上述两大关键的技术难点之外，主端操作员与遥操作系统的人机交互过??程也影响着操作任务的效率、精确性和安全性。空间遥操作系统是一个复杂的多??模块系统，涉及到人与本地控制系统的交互，空间机器人与从端环境的交互，主??从端的通信等。整个系统主要包括５个模块，如图１－３所示，分别是操作者，地??面控制系统，通讯环节，空间机器人，从端环境；其中Ｆ和Ｂ过程分别表示操??作员与本地控制系统交互中，操作者到本地控制系统的数据流动和本地控制系统??反馈到操作员的数据流动。Ｆ过程中操作员将各种指令数据发送给地面控制系统，??Ｂ过程中操作员从地面控制系统获取从端机器人的视觉、触觉、状态等信息。目??前在各种空间机器人遥操作系统中，从操作者到主端控制系统的交互设备主要是??同构机械臂［７］

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【参考文献】：
期刊论文
[1]大时延环境下空间机器人的可靠遥操作策略[J]. 李文皓,张珩,马欢,肖歆昕.  机械工程学报. 2017(11)
[2]基于在线重建的遥操作预测显示系统[J]. 胡欢,孙汉旭,贾庆轩.  东南大学学报(自然科学版). 2015(03)
[3]空间机器人遥操作关键技术综述与展望[J]. 张涛,陈章,王学谦,梁斌.  空间控制技术与应用. 2014(06)
[4]遥操作系统中预测显示技术研究[J]. 孙汉旭,胡欢,贾庆轩,高欣.  宇航学报. 2013(11)
[5]融合视觉的柔性虚拟夹具辅助遥操作研究[J]. 蒋再男,刘宇,刘宏.  华中科技大学学报(自然科学版). 2011(12)
[6]灵境遥操作技术及其发展[J]. 赵猛,张珩,陈靖波.  系统仿真学报. 2007(14)

硕士论文
[1]三维场景实时重建技术在遥操作机器人上的实现[D]. 梁峰.西南科技大学 2015



本文编号：3622420