基于Internet力觉临场感遥操作机器人系统的研究.pdf

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1、制造业自动化基于Internet力觉临场感遥操作机器人系统的研究郭晓波,宋爱国（东南大学仪器科学与工程系,江苏南京210096）摘要：虽然Internet技术扩大了遥操作机器人系统的应用范围，同时也带来了新的问题——时延。针对不同性质的时延本文综述了基于Internet力觉临场感遥操作机器人系统的国内外发展状况、系统构成以及为解决时延问题提出的遥操作系统的主要控制方法并指出了各方法的优缺点，最后展望了其发展前景。关键词：Internet；遥操作；机器人；时延中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1009-013

2、4(2006)11-0040-06ResearchonInternet-basedforcereflectingtelerobotsystemGUOXiao-bo,SONGAi-guo(DepartmentofInstrumentScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:RecentlyInternettechniquenotonlyenlargedtelerobotsystems’applicationbutalsob

3、ro-ughttimedelayanewproblem.Forthenewproblem,thispaperdescribespresentresearchstatus,architectureofInternet-basedforcereflectingtelerobotsystemanditsmaincontrolmethodandtheories.Finallyitsdevelopingprospectsareforecasted.Keywords:Internet;teleoperation;robot;tim

4、edelay0引言人的交互和机器人与环境的交互。前者的意义在于可由人去实现机器人在未知或非确定环境中难以做20世纪80年代对智能机器人的研究表明，由于到的规划和决策；而后者的意义在于可由机器人去机构、控制、人工智能和传感技术水平的限制，在完成人所不能到达的恶劣环境或远距离环境中的作短时间内尚难以研制出能在未知或复杂环境下工作业任务。的全自主式智能机器人。但随着诸如空间探索（卫星的修理，空间站的维护，月球、火星等行星的勘1发展状况和系统构成探）、海洋开发（海洋资源调查，深海打捞，水下电遥操作机器人的起源可追溯到20世纪4

5、0年代缆修理，海底考古等）以及国防建设（战场、防化、末，是由于核工业的需要而提出的。随着遥操作和扫雷、救护等）等领域的发展，迫切需要大量工作互联网技术的飞速发展，应用在互联网上的机器人在危险和危害人体健康等环境下的高级机器人。因技术也在不断的拓展，网上涌现出越来越多的远程此将互联网通信技术引入到机器人系统中成为机器控制机器人。不少国家政府和研究机构，尤其是美人学和控制学领域的研究热点之一。在过去的几十国、日本和一些西欧等工业发达国家投入大量的人年中，基于Internet力觉临场感遥操作机器人系统力、物力和财力竞相开发相

6、关技术进行研究和开发，受到了越来越广泛的关注和研究。尤其是近几年来，其中包括：遥控作业机器人系统的稳定性分析、时计算机网络技术的飞跃发展给交互式远程遥操作机延对临场感系统稳定性的影响、力觉临场感理想性器人技术提供了广阔的应用空间[1]。遥操作力觉临能的实现等。我国863高技术计划中，智能机器人场感机器人系统是在人的操纵下能在人难以接近或主题也已将临场感技术列为关键技术进行研究。并对人有害的环境中完成比较复杂操作的一种远距离于1995年开始陆续有许多高校院所开展了基于操作系统。它是指操作者对本地主机械手进行操作，Inte

7、rnet的遥操作机器人的研究，其主要集中在解远地从机械手跟踪主手的运动，从而完成远程复杂决空间大时延、虚拟环境建模、主操作手的设计、力或危险环境下的任务。所谓交互技术包括机器人与觉临场感、遥操作控制算法、机器人局部自主等问收稿日期：2006-06-27基金项目：国家自然科学基金（60475034）；霍英东教育基金（91055）作者简介：郭晓波(1976-)，男，河南安阳人，在读博士生，研究方向为基于网络遥操作机器人技术。【40】第28卷第11期2006-11制造业自动化题的研究上，这些方面的研究以清华、东南大学、北夕法

8、尼亚大学的通用机器人与主动感观知觉实验室航、哈工大、沈阳自动化所、南开、上海交大等为(GRASP)与隶属于喷气推进实验室的远程机器人操作代表。及智能控制实验室(TROPICS)进行了一项穿越国土的力觉临场感遥控机器人系统主要通过双向力反遥操作实验，该实验表明当时时延均值6.08秒，标馈遥控操作系统来实现。力觉临场感遥操作系统原准偏