基于VR的遥操作工程机器人系统研究

发布时间：2020-12-20 10:56

　　遥操作工程机器人系统借助于人的智能和经验来完成复杂环境下的远程作业任务,通过视觉、力觉、运动觉等临场感提示技术提高系统的稳定性和可操作性。为了使操作者能够直观、高效地完成遥操作工程机器人的远程作业任务,本文设计并研究一种基于虚拟现实(VR)的遥操作工程机器人系统,采用主从遥操作方式,在主端建立虚拟工程机器人系统为操作者提供视觉和力觉临场感,使用力反馈手柄对远端工程机器人进行控制。系统工作时,双目视觉定位系统采集目标物特征点的坐标信息并反馈给虚拟工程机器人系统,通过三维重建技术更新虚拟工程机器人系统中目标物及作业环境的姿态,以此作为系统的视觉反馈。远端工程机器人抓手上安装的力传感器采集机械抓手与目标物的作用力,经过相应的力反馈控制算法计算得到反馈力,通过力反馈手柄反馈给操作者,作为系统的力觉反馈。具体工作内容如下:首先,从遥操作工程机器人的实际任务出发,完成了基于VR的遥操作工程机器人系统的整体设计。搭建了组成该系统的工程机器人子系统、双目视觉定位子系统、力反馈子系统的硬件平台,设计了虚拟工程机器人子系统和运行管理子系统。然后,针对传统双目视觉定位方法难以满足遥操作工程机器人快速、准确作... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

仿人机械臂外骨骼

图 1-1 仿人机械臂外骨骼Fig. 1-1 Humanoid Robotic Arm Exoskeleton011 年美国宇航局（NASA）与通用汽车公司联合研制了如图 1-2 aut2 仿人形灵巧机器人[13,14]，能够最大程度地辅助宇航员完成空间作业利用虚拟头盔、视觉追踪器和数据手套等设备通过遥操作的方式来完的空间作业任务。

图 1-3 Da Vinci 机械臂手术系统1-3 Da Vinci Robotic Arm Surgery 理重建等工作中为了减少人类工程机器人[16]。如泥石流、现进行场救灾人员造成伤害作业。因此，各个国家都在改进研究。遥操作工程机器

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于环境建模与修正的视觉/力觉辅助遥操作系统[J]. 徐效农,宋爱国,朱澄澄,倪得晶.  载人航天. 2016(01)
[4]人机交互力觉临场感遥操作机器人技术研究[J]. 宋爱国.  科技导报. 2015(23)
[5]基于运动恢复的双目视觉三维重建系统设计[J]. 王欣,袁坤,于晓,章明朝.  光学精密工程. 2014(05)
[6]嫦娥三号“玉兔号”巡视器遥操作中的关键技术[J]. 吴伟仁,周建亮,王保丰,刘传凯.  中国科学:信息科学. 2014(04)
[7]机器人技术研究进展[J]. 谭民,王硕.  自动化学报. 2013(07)
[8]基于Opengl和SolidWorks的遥操作工程机器人建模与仿真[J]. 黄志锋,李笑,秦辉明.  机械设计与制造. 2012(12)
[9]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)
[10]核电站机器人研究现状与发展趋势[J]. 徐文福,毛志刚.  机器人. 2011(06)

博士论文
[1]立体匹配算法的研究和应用[D]. 池凌鸿.中国科学技术大学 2011

硕士论文
[1]基于双目立体视觉的遥操作/自主操作控制系统研究[D]. 郭彦泽.广东工业大学 2018
[2]基于无线网络的遥操作工程机器人运动提示方法研究[D]. 陈金涛.广东工业大学 2016
[3]基于虚拟现实的水下机械手力觉临场感技术研究[D]. 王春絮.河北工业大学 2014



本文编号：2927744