基于误差修正的遥操作力反馈技术研究.pdf

《基于误差修正的遥操作力反馈技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·电气与自动化·周建武，等·基于误差修正的遥操作力反馈技术研究基于误差修正的遥操作力反馈技术研究周建武，刘世平，李世其，朱文革(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：基于虚拟现实的遥操作技术是目前实现时延下遥操作准确力反馈的重要方法。分析了遥操作虚拟模型误差，提出以虚拟手指尖位移来获取场景中手指碰撞信息，利用基于弹簧、振子、阻尼的动力学模型计算虚拟力。为减小虚拟模型误差，以从端反馈数据修正虚拟场景碰撞信息，采用自适应的最小二乘法实现对动力学模型各参数的在线参数辨识。实验结果表明，上述方法可实现快速模型误差修正，并使虚拟力与真实力基本吻合，提高操作的准确性。关键词：

2、遥操作；虚拟模型；虚拟力；模型误差；在线修正中图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1671—5276(2012)04-0172434ResearchonForce．feedbackinTeleoperationSystemBasedonErrorModificationZHOUJian-Wll，LIUShi—ping，LIShi—qi，ZHUWen—ge(AcademyofMachineryScience&Engineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074．China)Abstract：Thetechn

3、ologyofteleoperationbasedonvirtual-realityisanimportantwaytoachieveaccurateforce-feedbackinteleoper-ationsystematpresent．Thispaperanalysesthevirtual-modelerror，usesthedisplacementofthetipofvirtualfingerstogetcollisioninformationandestablishesdynamicmodelofspring，oscilatoranddampingtocalculatevir

4、tualforce．Inordertoreducetheonlineforceerror，italsocorrectsthecollisioninformationbytheremotefeedbackinformation，andapplysself-adaptiveleastsquare(SALS)totheparametersidentificationinthedynamicmode1．Theexperimentalresultsshowthatthemethodsaboveisusedtogetrapidimplementationofmodelerrorcorrection

5、andmakethevirtualforcemuchclosertorealforceandtheaccuracyoftheoperationisimproved．Keywords：teleoperation；virtualmodel；virtualforce；modelerror；onlineamendment0引言1虚拟模型误差目前应用于太空和地球表面的遥操作都必须在时延基于虚拟现实的遥操作系统是指主端建立从端作业环境下进行，时延的存在使主端操作者延迟的获取从端1二现场的虚拟环境，操作者通过操纵主端虚拟外设控制虚拟作现场信息，容易引起操作错误。为了克服时延的影响，手与虚拟环境接触，

6、并感受其实时作用力，同时通过时延人们提出了基于虚拟现实的遥操作技术，建立虚拟场景，环节控制远地从机械手与从端工作环境接触(图1)。在时延情况下将虚拟力和实际力结合以实现力反馈，该技术虽然已成为目前实现大时延下的遥操作稳定性的重要方法。J，但由于从端环境是未知或部分未知的，建立的虚拟场景均存在一定的误差，因此必须消除模型误差才能保证对虚拟模型操作的准确性。而以往虚拟力的计算往往首先通过碰撞检测确定物体的变形，再根据物体的位置变化来确定虚拟力的大小J，对于较复杂的虚拟场景碰撞检测计算量大、速度慢，容易导致反馈虚拟力的不连续J。本文采用虚拟现实技术建立虚拟场景，通过虚拟a)主端虚拟场景b)从

7、端作业场景手指尖位移来计算场景中手指接触变形减少系统计算量，图1主端虚拟场景和从端作业场景并对建立的虚拟模型进行在线误差修正，使虚拟模型更加接近真实模型，从而实现准确的力反馈。若虚拟场景中几何模型和动力学模型均等效于实际的从端作业几何场景和从端接触动力学特性，则操作者对项目：载人航天领域预先研究项目，(项目编号030202)作者简介：周建武(1986一)，男，硕士研究生，研究领域：虚拟技术与计算机仿真。·172·http：／／ZZHD．chin