机器人臂/手集成系统的图形仿真及其在遥控操作中的应用

介绍了机器人臂与多指灵巧手集成系统的图形仿真,对系统建模、传感器仿真、运动规划、面向虚拟现实的人机接口设计以及在遥操作中应用进行了研究,并介绍了已经完成的工作。     

灵境遥操作技术及其发展

灵境遥操作是消减不确定大时延影响、增强系统透明度的一种有效方法。首先阐述了灵境遥操作的技术概念和原理,提出了统一灵境遥操作系统的结构模型,然后指出并分析了需要解决的几项关键技术,最后对灵境遥操作的应用前景进行了展望。     

虚拟现实技术在企业自动化流程界面中的初步研究

初步研究了一种基于虚拟现实技术的新型企业自动化流程界面,并运用几何式虚拟环境构建法建立可交互的三维企业流程图模型－Virtual Workshop。配合漫游、按键、抓握三种手势,用户能在八个方向上自由地进行虚拟漫步。特别是采用虚拟仪表对数据进行定时采集和实时显示,并结合碰撞检测技术实现了对虚拟仪表的数据设定,以及抓握、移动、释放虚拟设备的三维交互功能。     

基于时延切换的遥操作机器人控制研究

针列Internet网络遥操作机器人实时控制问题,提出了一种基于时延切换的遥操作机器人控制方法.首先对网络节点间的网络时延进行测试分析,得到网络时延平移Gamma分布的种类,再通过预估网络时延分布种类的方法,预估网络时延,作为遥操作机器人系统的遥操作周期,建立主从端不同采样周期的网络遥操作机器人采样系统模型,在此基础上提出一种基于时延切换的遥操作机器人控制方法,模拟实验验证了该方法对于提高网络遥操作机器人系统的控制性能有效可行.     

基于增强现实的机器人遥操作系统研究

在遥操作系统中,预测仿真中存在的建模误差和运动累计误差严重影响遥操作的安全性、精度和效率。采用增强现实技术可以有效地解决该问题。采用视频融合和物体定位技术,操作者可以方便地对比仿真规划结果和实际机器人执行结果之间的差异,并可以通过修正和更新仿真模型来补偿建模误差和运动累积误差。实验结果表明该系统不但可以有效地消除通讯时延的影响,还可以提高遥操作的精度和效率。     

虚拟装配仿真平台的研究与实现

虚拟装配是虚拟现实领域中一个新的研究方向。本文从虚拟现实技术的角度出发,讨论了在设计一个虚拟装配平台时所要涉及到的一些关键技术和解决办法,包括虚拟装配平台的装配关系表示、装配对象管理、实时碰撞检测等问题。最后本文还展示了用该原型系统完成虚拟装配操作的一个实例并分析了该系统有等进一步完善之处。     

基于遥操作的分布式仿真协同控制系统

针对机器人网络遥操作的特点,本文提出利用CORBA技术实现分布式协同网络遥操作的一个解决方案。通过建立对象分布式模型数据库,较好地解决了系统的实时性等关键问题。     

基于灵巧手的空间遥操作仿真系统

针对空间遥操作普遍存在的通讯大延时问题,采用3D图形预测显示的方法,建立了基于灵巧手的遥操作仿真系统.操作人员借助数据手套,直接控制虚拟场景中的图形灵巧手来完成作业,图形灵巧手对操作者的输入指令即时响应,远程灵巧手的动作是经过一定时延迟后图形灵巧手运动的再现,从而有效地避开底层通讯时延的影响.首先介绍了系统框架,然后详细介绍了虚拟环境的建模,包括三维实体建模和运动学建模,重点讨论了人手到灵巧手的运动映射,并对空间通讯延迟进行了教学仿真,最后通过仿真对系统进行了验证.     

滑模自适应同步控制的双主双从遥操作系统

针对双主双从遥操作系统中两从机械臂末端位姿的相对协调运动,分析了其中一个主从控制受到干扰时对两从端协调位置关系的影响,并据此提出了一种可行的同步位置控制,使双主双从遥操作系统在协调运动过程中主从位置误差和同步误差均同时收敛于零,实现了在主从机械臂按期望轨迹运动的同时保证两从端机械臂间的运动协调同步,并利用Lyapuno...     

基于分布估计算法的遥操作模糊双边控制

针对遥操作的双边控制理论,提出了模糊控制的方法。但对于隶属函数难以确定的问题,使用了分布估计算法来优化控制参数,以建立适合实际系统的隶属函数,来提高遥操作双边控制的性能,达到良好的稳定性和跟踪性。并用MATLAB进行参数优化的仿真及通过双边仿真系统进行了参数优化前后的对比验证,结果表明所提算法是可行的、有效的。     

基于虚拟现实的临场感遥控作业系统研究

虚拟现实技术是目前解决临场感遥控作业系统中时延问题的有力手段。本文将虚拟现实技术应用于遥控作业系统,首先建立了遥控作业虚拟现实系统,然后着重阐述了视觉和力觉虚拟现实以及虚拟环境和虚拟手的建模与修正,最后对基于虚拟现实的临场感遥控作业系统研究工作进行了展望。     

VR技术在力觉临场感遥控作业系统中的应用研究

目前虚拟现实（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ简称ＶＲ）技术应用到力觉临场感遥控作业系统,可以有效地解决系统的时延问题。本文首先研究了遥控作业虚拟现实系统的构成和实现原理,然后针对力觉临场感遥控作业系统时延问题,建立了力觉临场感遥控作业虚拟现实系统,阐述了虚拟力的产生以及虚拟接触的检测,最后提出了一种力觉虚拟现实实现算法,并构造实验系统验证了该算法克服系统时延影响的有效性。     

面向遥操作手眼协调的虚拟仿真交互控制方法

针对遥操作过程中,虚拟仿真场景的观察视角动态变化时,人机交互的易用性将严重影响操作效率的问题,提出一种面向遥操作手眼协调的虚拟仿真场景交互控制方法。通过坐标系变换的方式将遥操作运动控制指令进行映射变换后再发送给遥操作对象,实现在观察视角变化时,交互设备与虚拟显示视景中遥操作对象运动协调一致。通过Unity 3D搭建虚拟仿真场景进行实验验证,并与传统交互方式进行对比,结果表明所提方法使遥操作过程具有更高效的交互性。     

基于角点特征的KLT跟踪全景图像拼接算法

虚拟现实技术在航空航天、机器人遥操作和生物医学等领域得到了广泛应用，已成为研究问题的一种重要手段，全景图像的拼接技术则是其中一个非常重要的环节。通过SUSAN检测算子提取图像特征角点，利用快速RANSAC算法来实现图像的初配准．然后把检测到特征角点作为图像中的运动目标，利用KLT跟踪算法，确定各特征角点的精确位置，从而得到图像之间精确的单应性变换矩阵。在图像融合过程中，提出了消除图像拼接过程中“鬼影”的办法。实验结果表明，该算法能够大大提高图像配准精确度，并具有较好的鲁棒性。     

虚拟现实技术在士兵系统研制中的应用

首先简要介绍了士兵系统的基本概念,然后,对研制过程中应用虚拟现实技术的必要性和可行性进行了分析,最后,对虚拟现实技术在研制中的需求作了初步分配年,为下一步将虚拟现实技术应用到士兵系统研制中奠定了基础。     

用于汽车操纵稳定性模拟的虚拟现实平台的研究

运用虚拟现实技术建立了一套桌面虚拟现实系统来进行汽车操纵稳定性的研究。首先按照汽车操纵稳定性的要求建立了相关的虚拟试验场景以及汽车操纵稳定性的动力学模型。在此基础上,利用Matlab/Simulink及其虚拟现实工具箱构建了实现汽车操纵稳定性仿真可视化的桌面虚拟现实系统。最后进行了基于虚拟现实的汽车操纵稳定性仿真。结果表明该桌面虚拟现实系统基本能够实现对汽车操纵稳定性的研究,同时该系统提供了新的评价和分析汽车操纵稳定性的工具。     

构建虚拟环境下的城市规划与建筑设计评估系统

简单介绍了3DGIS技术和虚拟现实技术的特点, 及其在城市规划与建筑设计中的应用优势,探讨了虚拟环境下的城市规划与建筑设计评估系统的体系结构与模型及构建方法。     

变电站仿真中虚拟现实场景与实时监控的连接

变电站实时监控系统是变电站重要组成部分,它与虚拟现实场景相结合可以提供更加真实的仿真环境,达到更好的培训目的。研究了变电站仿真系统中实时后台监控程序和虚拟现实场景两者之间数据通信的方法。使虚拟现实场景与后台监控程序上的操作互相同步反应,以实现有效的交互式变电站仿真系统。并以实例详细阐述了采用模拟通信程序结合变电站仿真程序,按照IEC870-5-103规约进行数据传输,实现虚拟现实场景与后台监控程序连接的过程。