面向遙操作的虛擬向?qū)Ч蚕砜刂品椒ㄑ芯?pdf

1、利用機(jī)器人遙操作技術(shù)代替人類在太空、深海、有毒及核輻射環(huán)境下工作，可以避免人類在惡劣環(huán)境下受到傷害，降低作業(yè)成本，提高操作效率。由于工作環(huán)境未知及工作任務(wù)復(fù)雜多變，同時受傳感器、控制、計算機(jī)信息技術(shù)和人工智能等關(guān)鍵支撐技術(shù)的制約，研制出高智能、全自主工作的機(jī)器人很難實現(xiàn)。目前切實可行的解決方案是將人的智能和機(jī)器人的局部自主功能有機(jī)的結(jié)合起來，即共享控制的思想，利用人的智能參與完成機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃。本文建立基于虛擬環(huán)境的人機(jī)共享控制系統(tǒng)，不

2、僅可以解決機(jī)器人遙操作系統(tǒng)中的時延問題，而且借助于虛擬向?qū)峁┑牧τX反饋實現(xiàn)了人的控制與機(jī)器人系統(tǒng)自主決策的有機(jī)融合。
　　首先建立了基于虛擬環(huán)境的人機(jī)共享控制系統(tǒng)平臺。設(shè)計了虛擬環(huán)境的總體框架結(jié)構(gòu)，利用Java/Java3D面向?qū)ο蠹夹g(shù)構(gòu)造出虛擬場景的基本類結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了虛擬環(huán)境建模。利用JNI方法設(shè)計了力反饋式主手設(shè)備與虛擬環(huán)境的交互接口，操作者可以操縱力覺反饋主手對虛擬機(jī)器人進(jìn)行關(guān)節(jié)驅(qū)動，實現(xiàn)了本地人機(jī)交互控制。
　　建

3、立了遙操作移動機(jī)器人-虛擬向?qū)到y(tǒng)的模型。建模主要包括兩個部分：幾何模型和運(yùn)動學(xué)模型。建立系統(tǒng)幾何模型時，本文采用Pro/E建模，再利用Java3D中objLoder接口導(dǎo)入進(jìn)行組裝。對于系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)模型，本文分析了機(jī)器人的正逆運(yùn)動學(xué)模型以及機(jī)器人-虛擬向?qū)鄬\(yùn)動學(xué)模型。運(yùn)動學(xué)建模詳細(xì)分析了機(jī)器人與虛擬向?qū)еg的交互狀態(tài)，是進(jìn)行力覺反饋的基礎(chǔ)。
　　根據(jù)機(jī)器人末端與虛擬向?qū)Ы换顟B(tài)，判定機(jī)器人末端位姿與虛擬向?qū)гO(shè)定位姿的偏差，提