基于虚拟现实的空间机器人遥操作在维护作业中的应用

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1、!2345!"!/35#航!天!器!工!程第!"卷!第#期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"$!!!!'()*+*,)-.+/01/++,1/0$%!%年&月基于虚拟现实的空间机器人遥操作在维护作业中的应用赵!迪!!!!$!李世其!朱文革!李明富!贾!阳!!华中科技大学机械科学与工程学院"武汉!#7%%&##!$北京空间飞行器总体设计部"北京!!%%%"##摘!要!研究了变时延遥操作环境下的预测仿真技术#基于虚拟现实的机器人遥操作系统组成#遥操作系统的自主学习技术和虚拟操作环境建模技术"开发了基于虚拟现实的机器人遥操

2、作演示系统和自学习功能"实现了基于虚拟现实的临场感遥操作!在BC!!'QG3343

3、@TAQG>B?Q>4'Q?ABQAR+BC?BAAS?BC"=K>fG3BCIB?_ASN?FW3@'Q?ABQAR.AQGB343CW"eKG>B#7%%&#"*G?B>#!$MA?J?BC1BNF?FKFA3@'P>QAQS>@F'WNFAV+BC?BAAS?BC"MA?J?BC!%%%"#"*G?B>#89#,2'3,%.GAPSAU?QF?_AN?VK4>F?3BF3FA4A3PAS>F?3BZ?FGF?VA8_>S?AUUA4>W?NNFKU?AU:)BU>2,L>NAUFA4A8S3L3FNWNFAVZ?FGNA4@8

4、4A>SB?BC@KBQF?3B?NLK?4F:.GANWNFAVPS3_?UAN3PAS>F3SZ?FG?VVASN?3BAB_?S3BVABF?BQ4KU?BCL3FG_?N?3B>BU@3SQA:2>S?>L4AUA4>W?NN?VK4>FAULWN3@FZ>SAF3FANF>BU_AS?@WFGAPSAU?QF?_AN?VK4>F?3B>4C3S?FGV:.GAFA4A3PAS>F?3BNWNFAVZG?QGG>NNA4@84A>SB?BC@KBQF?3BQ>B@?B?NGNA_AS>4F>NNKBUASF?VA8_>S?

5、AUUA4>W@S3VNPKNG?BCFGA@34UAUN34>SP>BA4F3LASAP>?SAU"Z?P?BCFGAP344KFAUQ>VAS>4ABN3BFGAN>FA44?FA>BUPK44?BCFGA>BFABB>3@FGAN>FA44?FAF3LA>UJKNFAU::"6;-2(#%NP>QA8S3L3F&FA4A3PAS>F?3B&NA4@84A>SB?BC&_?SFK>4SA>4?FW的突出问题*实验证明"对于通常意义下的双向力!!引言反馈遥操作系统"如果存在%:$

6、造成系统的不稳定"严重地降低人的操作感觉"进而降遥操作系统可以使机器人等智能设备代替人类低遥操作的效率和安全性*为了解决时延带来的遥工作在危险'人类不能到达或人类不适于长期驻留操作系统的透明性问题"很多学者进行了相关的研的环境中*遥操作的应用领域和范围决定了其主控究"主要采用的方法包括遥编程"预测控制和基于事(!87)端和从端的空间距离的分布"时延是一个不可避免件监督控制方式*传统的解决方法是利用基于收稿日期!$%%"8%78!&$修回日期!$%!%8%<87!基金项目!*)'.创新基金项目%项目编号*)'.$%%6$6&作者简介!

7、赵迪%!";![&!男!博士研究生!主要研究方向为机器人遥操作"!!第#期!!!!!!!!!!赵!迪等%基于虚拟现实的空间机器人遥操作在维护作业中的应用"7虚拟现实的预测图形仿真技术来消除其影响"即建感遥操作"在虚拟现实环境的辅助下通过虚拟外设立一个虚拟的仿真环境"该虚拟仿真环境可以实时!力反馈数据手套'位置跟踪器'立体眼镜等#对装载将操作结果反馈给操作者"而远端的机器人则在一在航天器上的机械臂及其末端操作器进行具有临场定的时延后重复仿真结果"这样就可使操作者面对感的远程主'从遥操作控制模拟*设计了时延模拟虚拟仿真模型进行连续的实时

8、操作"以克服时延的程序"在局域网内模拟变延时