一种使用虚拟实现和网络平台的协同遥控分布构架.doc

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1、一种使用虚拟实现和网络平台的协同遥控分布构架摘要：增强实现(AR)可以为实现复杂任务提供人工操作(HO)现实帮助，如机器人的远程控制和远程协作。使用方法扩增可以使HO更快、更安全、更容易地与现实中遥远的世界互动。本文展示了一种现存分布式软件和针对基于结合了现实和移动平台的远程人工标量网络构架的扩展。第一个远程协议系统由VR应用和一个网页应用组成。但是两个系统不能同时使用，不可能同时控制一个远程机器人。目标是升级远程协作系统允许在两个平台中的异构远程协作。这种接口的一个重要的特点是基于不同的虚拟实现平台和不同的移动平台来

2、控制一个或多个机器人。这项研究的首要目的是发展虚拟或现实的协作机器人教学关键词：协作，虚拟实现，增强实现，机器人教学，分布式构架，远程操作1.绪论早期的计算机辅助远程协作构架为人工操作提供了多种帮助[1][2]。但是各种辅助策略和与信息相关的任务以及操控机器人行为的函数与所采用的策略(即冻结了一些机器人的自由度)被提出。这个方法的问题在于一个封闭的平台上使用当前的解决方案，不允许改变函数[3]。虚拟实现(VR)和增强实现可以从远程控制系统中受益来发展人机互换。使用视频反馈中机器人周围的虚拟机器人预测显示的概念，VR/A

3、R已经解决了时滞的问题[4][5][6][7]。在实验室中，已经研究用于远程操作系统人机互动模型数年，得到了ARITI系统。通过虚拟实现和增强实现，ARITI允许控制一个拥有6个自由度的机器人。两个远程操作平台共存。首先使用了一个虚拟实现/增强实现的半现场平台[8][9]。其次是一个通过网页浏览器的在线版本访问[6]。最近协作功能已经集成于VR[9]平台和网页平台[10]。但是出现了本文所描述的技术问题和运用限制。最主要的问题是这两个平台不能同时使用。因此这两个平台不可能协作。远程协议的根据来自数种情况：机械手工作空间

4、或者抓巨大物体的物理限制。然而正如文献[11]所指出的，当前机器人的挑战之一是在同一个工作空间里，执行涉及人类和机器的任务，也叫远程监控。这项研究的最终目标是用多接口和多设备实现远程操作(使用者-机器人)。因为要使得VR/AR用户这间的协作变得可能，所以移动用户和远程机器人在一个机器人教程申请。在文章的第二部分，之前研究的ARITI接口提供了不同的辅助功能。第三部分描述了软件和网络构架。第四部分展示了一个协作机器人教程应用使用的新构架。1.之前的研究ARITI项目或者对于利用因特网的远程操作增强实现接口已经于几年之前开

5、始了。事实上，这是一个客户端/服务器的应用，使用任何的远程电脑，允许虚拟化和控制6自由度机器人(FanucLrMate，其特性参阅表一)。其目的在于增强对于实现复杂远程机器人操作的HO能力。在这一部分，展示了带着问题与限制的ARITI远程操作系统，尝试解决本文列举的研究发展问题。为了帮助HO控制机器人和实现复杂的远程操作任务，必须给它一个在运算空间的虚拟装置(VF)的互动辅助。这些VF的出现与消失就如机器人的挂钩熟练地接近或远离物体[12]。这种虚拟装置的出现与已经实现的任务相关。图一展示了ARITI版本的历史。首先应

6、用创造试ARITI网页单通道用户。然后在应用中集成协作函数，同时发展VR平台来提升用户使用3D视野和自然互动的能力。A.ARITI网页ARITI网页基于一种把用户接口分为4部分的Java小程序。第一部分是运用叠置的虚拟机器人来实现远程机器人增强视频反馈。接着是虚拟机器人的2个虚拟观。最后哦一部分是通过点击按钮的方式控制机器人。在一开始，协作是不可能的，因此集成这些概念升级应用，使得用户做成群，而每一个用户的独立表现都会对任务产生影响。B.VR平台上的ARITI1)VR平台的简介VR平台有两个建立条件：自由的和正常的操作

7、。一个有着活动的立体能力的大屏幕组成VR平台。目前有很多互动的设备如5DT数据手套用来检索手部的参数，一个ART光学跟踪(Flystick,手/头跟踪)和一个SPIDAR以产生触觉反馈。在图二中，一个操作员用一个Flystick，带着有3D效果的动态视觉眼镜操控着一个远程机器。2)ARITI虚拟实现一开始，ARITIVR使用支持单一用户的6自由度，之后再集成了协作功能。已经用另一个平台测试了协作功能[9]。在另一个用SPIDAR作为互动设备来控制机器人的平台，一个网页界面用来显示两个远程操控者的视频会议。第一个平台用一

8、个Flystick作为控制虚拟机器的设备，但是这个虚拟机器能通过视频反馈不叠加于真实机器。C.限制和问题这一时机系统的主要限制在于两个版本不能完全融合。使用网页版本的时候必须停止VR平台。目标是建立一个全局性的远程操作，允许使用希望的平日远程控制一个机器人。远程机器人的视频流只能传给一个用户，因为传递视频流的协议是一个自制协议。因