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基于Internet的机器人遥操作系统关键技术研究

随着人们对太空、深海等的探索,研究遥控机器人越来越显得意义重大。随着网络建设的不断加速和新技术的不断进步,借助于internet资源的诸多便利条件,对网络遥操作机器人的需求必然日趋扩大,如太空、深海、危险环境救援、科研、娱乐、教育等诸多方面。事实上,多种遥操作机器人已经应用在了诸如深海作业、遥操作机器人手术等场合。本文在研究现有网络机器人遥操作系统学术成果的基础上,详细分析了基于internet机器人遥操作系统的多个关键技术问题,如机器人临场感、internet网络和图像压缩等。由于internet网络导致的多种问题,如网络时延、数据可靠性等,使得基于internet的机器人遥操作系统的研究更具挑战性,因为网络时延的存在,直接影响了具备临场感的遥操作系统的可操作性甚至稳定性。为此针对时延的影响,考虑到基于事件的遥操作控制中等待时间长的缺点,本文提出了一种优化方法,即在遥操作者一端把时延预测用于事件控制,而在遥操作机器人一侧采用了  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

虚拟现实技术在移动机器人遥操作系统中的应用研究

网络技术为传统技术搭建了广阔的平台,机器人遥操作系统就是机器人技术应用于网络环境的新方向。在作者撰写论文的过程中,全世界都正在关注美国的两个火星探测车“机遇”号和“勇气”号登陆火星进行科学实验,并成功地回传了图像和实验数据,获得了巨大的成功,各国纷纷表示出探索外层空间的兴趣,可见遥操作机器人是当今高科技和高技术人才汇集、各国竞相抢占的技术制高点。接下来的问题是如何准确、快捷、方便、稳定地控制移动机器人,已经成为摆在各国科技工作者面前的突出问题。本论文结合天津市自然科学基金资助项目“基于Web的远程控制代理服务系统”(023615011),利用虚拟现实技术,在详细分析和设计TUT-1移动机器人(Automatic Guided Vehicle-AGV)基础上,构建了基于Internet的移动机器人遥操作系统,研究了AGV精确定位的理论和具体实现方案;对虚拟AGV进行动力学/运动学建模仿真,通过在线修改AGV物理参数以快速选择AGV...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北工业大学
河北工业大学

基于Internet的机器人遥操作系统研究

基于Internet的主从式遥操作机器人系统是利用网络作为通讯手段建立系统的遥操作性,拓展人类在太空、深海、核环境等危险情况下的作业能力。伴随着虚拟现实技术的飞速发展,该系统要达到的理想状态是使操作者获得无延时的视觉和触觉临场感。本文即针对存在网络传输时延情况下的力觉临场感问题进行了研究。为了克服时延的影响,本文将虚拟环境引入遥操作系统中,并针对传输时延的统计规律,提出了若干解决方案设想。针对工作于重力空间的从机械手,从人手与物体的接触机理出发,建立了用刚度、阻尼和摩擦描述的虚拟从手与环境物体的交互作用力数学模型。模型考虑了物体的阻尼特性,提高了系统的稳定性。从机器人力控制的特点出发,应用智能控制理论,设计出了集模糊控制和神经网络于一身的模糊神经网络力控制器。该控制器具有自学习功能,提高了力反应遥操作系统力反馈的保真度。随后进行的仿真实验验证了该控制器的良好性能。在校园网上进行了大量的各类数据传输时延统计实验,并参照广域网数据对...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于外骨骼技术的机器人远程控制

机器人遥操作系统是典型的人机一体化系统,其能力的发挥最终取决于人(操作者)和机(机器人)之间的配合程度。传统的遥操作系统其人机交互设备通常是键盘、操纵杆等,这些设备通常只能进行简单的动作示教,或对机器人关节或者末端执行器进行单个或少数几个自由度的孤立控制。当被控机器人具有较多的自由度时,遥控其完成一些复杂的工作即使对较为熟练的操作者而言也是很困难的。究其原因,是由于这些设备造成了人机间信息耦合带宽较低,或者说这些设备的信息耦合能力较差造成的。有一类可穿戴的机器人(或机构)则可以解决该矛盾,这就是外骨骼机器人,简称外骨骼。其优势在于能够极大的扩展人与机器人之间的信息(主要是运动学信息)流通通道,使得操作者可以利用人的肢体运动的多个自由度同时控制机器人的多自由度。本文的主要工作是对基于外骨骼的遥操作系统及其相关技术进行了探索性研究。机器人遥操作系统的本质是人机之间,以及机器设备之间的协同,合作,而Internet技术代表的是开放,分...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学

基于INTERNET的机器人遥操作系统研究

随着人类探索领域的不断扩大和深入,人类在危险、难以到达的环境中作业的必要性不断增强,因此迫切需要设计出能够代替人类从事危险工作的智能机器人。近年来,Internet 网络技术获得飞速发展,传统的机器人控制技术与先进的网络通讯技术相融合,使基于Internet 的机器人遥操作技术得以产生并迅速发展。基于Internet 的机器人遥操作技术综合了机器人控制、网络通讯、图像压缩和实时传输、虚拟现实、人工智能、医疗、生物、航天等多个领域的知识,受到了国际机器人界广大学者的高度重视。目前,对基于Internet 的机器人遥操作技术的研究,主要集中于机器人轨迹规划算法研究、智能控制策略研究、网络数据通讯研究、解决随机时延问题的研究等方面。本课题针对当前基于Internet的机器人遥操作技术研究热点,以机器人技术与Internet网络技术为基础,构筑了一个以SCARA型四自由度教学机器人为被控单元、TCP/IP为传输/控制协议、Client/...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

多机器人遥操作分布式虚拟环境关键技术的研究

随着Internet技术和虚拟现实技术的飞速发展,分布式虚拟环境应运而生,并被广泛应用在教育、工程、商业和娱乐等多个领域。把分布式虚拟环境引入遥操作系统,给遥操作技术带来了新的前进方向和发展动力。与传统的遥操作系统相比,它能够有效地弥补仅依靠视频图像作为主要反馈信息的不足,同时允许分布在不同地理位置的多个操作者协同操作,共享昂贵的设备资源,在空间作业、深海探测、远程医疗等领域显示出巨大的应用潜力。首先分析了基于Internet的多操作者多机器人遥操作系统组成、控制模式和信息传递等特征,分析不同分布式虚拟环境结构特征及优缺点,在此基础上提出了应用于多操作者多机器人遥操作系统的分布式虚拟环境的体系结构。根据多机器人遥操作系统特点及功能需求,构建了分布式虚拟环境平台分层构架。基于Java/Java3D开发了分布式虚拟环境软件平台,结合遥操作系统特点设计了用户交互、控制中介、算法实现和虚拟环境组成的分层软件结构,采用接口驱动控制模式实现...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>