由于網(wǎng)絡(luò)通訊時延的影響,遙操作系統(tǒng)中相距較遠(yuǎn)的兩端信息交互無法達(dá)到同步一致性,尤其對于空間機(jī)器人操作等,嚴(yán)重時會帶來系統(tǒng)不穩(wěn)定及操作性能下降等問題。相對于傳統(tǒng)的時延控制方法,虛擬環(huán)境技術(shù)是目前認(rèn)為可徹底解決網(wǎng)絡(luò)時延問題最有效的方法,它利用計算機(jī)圖形圖像技術(shù)等手段在主端建立一個虛擬仿真環(huán)境,在本地與主手進(jìn)行實時的操作交互,避開了網(wǎng)絡(luò)的通訊時延。針對虛擬環(huán)境中的關(guān)鍵問題,本文首先介紹主手的機(jī)械結(jié)構(gòu)及其運動學(xué)模型,就主手的觸覺反饋功能,建立一個準(zhǔn)確的動力學(xué)計算公式,并對其中難以確定的摩擦力及質(zhì)量參數(shù)分別進(jìn)行了Lu Gre模型估計和模型參數(shù)分離,并通過實際的實驗數(shù)據(jù)對相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化確定。然后利用Open Inventor圖形庫在主端計算機(jī)建立一個虛擬仿真模型,與本地的主手進(jìn)行實時信息交互,通過圖像采集處理技術(shù)不斷獲取從端圖像及其特征點,并利用虛實融合技術(shù)將虛擬模型與從端圖像重疊在一起,矯正主端的虛擬模型。提出一種可連續(xù)變換的接觸模型（CSCM）以表達(dá)復(fù)雜的從端環(huán)境,其中的模型參數(shù)采用遺忘因子與自干擾函數(shù)相結(jié)合的RLS遞推算法進(jìn)行在線辨識估計,而從端接觸力則由主端的本地CSCM模型進(jìn)行模擬... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
        1.1.1 遙操作系統(tǒng)介紹
        1.1.2 解決時延性問題的傳統(tǒng)方法
        1.1.3 本課題的研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 力反饋型主手的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 虛擬環(huán)境技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 接觸力預(yù)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容
第2章 力反饋型主操作手的動力學(xué)分析
    2.1 引言
    2.2 主操作手機(jī)械結(jié)構(gòu)方案
    2.3 主操作手完整動力學(xué)模型
    2.4 驅(qū)動部件摩擦力矩辨識與補(bǔ)償
    2.5 動力學(xué)模型不變參數(shù)辨識
        2.5.1 模型不變參數(shù)分離與辨識
        2.5.2 參數(shù)實驗確定及仿真驗證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 虛擬環(huán)境建模及虛實融合技術(shù)
    3.1 引言
    3.2 虛擬從端環(huán)境建模
    3.3 圖像采集及特征點獲取
        3.3.1 相機(jī)標(biāo)定與矯正
        3.3.2 特征點檢測
    3.4 圖形圖像虛實融合技術(shù)
        3.4.1 虛實融合技術(shù)原理
        3.4.2 圖形圖像融合與修正
    3.5 本章小結(jié)
第4章 從端接觸力模型及其參數(shù)辨識
    4.1 引言
    4.2 從端接觸力模型建立
        4.2.1 合理的接觸力模型提出
        4.2.2 接觸力模型連續(xù)切換性分析
    4.3 模型參數(shù)在線辨識技術(shù)
        4.3.1 接觸力模型線性化設(shè)計
        4.3.2 模型參數(shù)的辨識算法
    4.4 仿真實驗驗證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于虛擬環(huán)境的遙操作試驗研究
    5.1 引言
    5.2 主從端系統(tǒng)介紹
        5.2.1 主端系統(tǒng)介紹
        5.2.2 從端系統(tǒng)介紹
    5.3 總體系統(tǒng)介紹
    5.4 試驗設(shè)計及結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于虛擬現(xiàn)實的機(jī)器人遙操作關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 倪得晶,宋愛國,李會軍.  儀器儀表學(xué)報. 2017(10)
[2]基于環(huán)境建模與修正的視覺/力覺輔助遙操作系統(tǒng)[J]. 徐效農(nóng),宋愛國,朱澄澄,倪得晶.  載人航天. 2016(01)
[3]力覺臨場感遙操作機(jī)器人（4）:系統(tǒng)的操作性能評價[J]. 宋愛國,倪得晶.  南京信息工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(03)
[4]基于增強(qiáng)現(xiàn)實的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)研究[J]. 朱廣超,王田苗,丑武勝,孟偲,伍軍,薛喜梅.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2004(05)
[5]空間科學(xué)實驗機(jī)器人輔助遙操作系統(tǒng)[J]. 丑武勝,孟偲,陳建新,李晟.  中國空間科學(xué)技術(shù). 2003(06)
[6]虛擬現(xiàn)實輔助機(jī)器人遙操作技術(shù)研究[J]. 劉偉軍,朱楓,董再勵.  機(jī)器人. 2001(05)
[7]空間機(jī)器人的遙操作[J]. 李成,梁斌.  宇航學(xué)報. 2001(01)
[8]基于視覺臨場感的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)[J]. 徐旭明,葉榛,陶品,王洋.  高技術(shù)通訊. 2000(03)

博士論文
[1]空間遙操作機(jī)器人虛擬預(yù)測環(huán)境建模技術(shù)研究[D]. 李會軍.東南大學(xué) 2005

碩士論文
[1]網(wǎng)絡(luò)遙操作機(jī)器人的時延預(yù)測控制研究[D]. 李君.武漢科技大學(xué) 2016
[2]基于動力學(xué)模型的DELTA機(jī)器人運動控制研究[D]. 毛洪國.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]大時延遙操作的三維預(yù)測顯示及力反饋控制研究[D]. 雷振伍.吉林大學(xué) 2004
[4]顯微外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)主操作手設(shè)計與研究[D]. 王輝.天津大學(xué) 2004



本文編號：3689630