e8拟力觉导引功能的机器人网络遥操作系统

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1、第32卷第4期机器人ROBOTVol.32,No.42010年7月Jul.,2010DOI：10.3724/SP.J.1218.2010.00522具有虚拟力觉导引功能的机器人网络遥操作系统化建宁1，崔玉洁1，李洪谊2，王越超2，席宁2（1.东北大学秦皇岛分校自动化工程系，河北秦皇岛066004；2.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，辽宁沈阳110016）摘要：为实现机器人网络遥操作系统中从端机器人和被抓取目标接触前的力觉感知效果，提出了具有虚拟力觉导引功能的机器人网络遥操作系统控制方法．利用单目视觉技术获得末端执行器相对于被抓取目标的位姿信息，

2、并将此信息转换为操作者相对敏感的力反馈信息，引导操作者为远端机器人系统提供合适的控制命令，控制机器人达到期望的位姿．利用手腕相机和人工目标搭建了演示实验系统，并分别进行了机器人位置和姿态遥操作控制实验．实验结果表明，机器人遥操作系统的可操作性和操作效率有了明显提高．关键词：虚拟力反馈；单目视觉；遥操作中图分类号：TP24文献标识码：B文章编号：1002-0446(2010)-04-0522-07Network-basedTele-roboticSystemwithGuidanceFunctionalityfromVirtualForceHUAJianning1，

3、CUIYujie1，LIHongyi2，WANGYuechao2，XINing2(1.DepartmentofAutomationEngineering,NortheasternUniversityatQinhuangdao,Qinhuangdao066004,China;2.StateKeyLaboratoryofRobotics,ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,China)Abstract:Avirtualforceguidedcontrolmetho

4、dfornetwork-basedtele-roboticsystemsispresentedtoobtainforceeffectbeforetheslaverobotcontactswiththeobjecttobegrasped.Relativeposturebetweentheend-effectorandtheobjecttobegraspedisobtainedbasedonthemonocularvisiontechnology,anditistransformedintoforcefeedbackinformationtowhichoperato

5、rsaremoresensitive.Theoperatorcangivepropercommandstocontroltheslaverobottoachievethedesiredfinalpostureundertheguidanceofthevirtualforceinformation.Ademonstrationsetupisdevelopedwithman-madetargetsandthecamerafixedonthewristoftherobot.Teleoperationexperimentsareconductedunderrobotposi

6、tioncontrolmodeandattitudecontrolmoderespectively,whichdemonstratetheimprovementofoperabilityandefficiencyofthetele-roboticsystem.Keywords:virtualforcefeedback;monocularvision;teleoperation1引言（Introduction）作负担[2]．与视频反馈信息相比，力／触觉信息具有如下优反馈信息在基于网络的机器人遥操作系统中扮点：(1)能够提供3维信息；(2)人类对力／触觉信息演着重要角

7、色，操作者需要根据来自于远端工作环比对视觉信息更加敏感．人类感知的心理物理学研境的反馈信息为机器人提供相应的控制命令．除了究表明，人眼能看到的连续图像所对应的视频最低视频信息和力／触觉反馈信息外，遥操作系统中经常更新频率为30Hz，而为了使操作者感觉不到力／触采用的反馈信息还包括文本、音频以及温度等，这觉信息的抖动，力／触觉反馈信息的更新频率至少为[1]些信息统称为“超媒体”（supermedia）信息．由于1000Hz[3]．近年来，力／触觉反馈信息更多地应用于视频反馈比较直观，能够为操作者提供远端工作环人机交互系统中．当把机器人系统和工作环境的交境的整体印象

8、，早期的机器人网络遥操作