临场感遥操作机器人系统克服时延影响的研究发展策略􀀂

时延问题是临场感遥操作机器人系统中亟需解决的首要问题.为了了解临场感遥操作机器人系统克服时延影响的研究发展策略及其最近的研究进展;指出基于虚拟现实技术的临场感遥操作机器人系统是今后临场感机器人技术研究和发展的主潮流;认为致力于设计并研究对几何建模误差和动力学建模误差均具有鲁棒性的临场感遥操作机器人系统,才是有效地解决系统通信时延问题,并使其系统稳定,又具有良好可操作性的切实可行的办法.     

力觉临场感遥操作系统的双向控制

通过建立一套主从机器人遥操作系统，研究在非确定性环境下借助力觉临场感技术实现遥操作的控制理论和设计方法，在力和运动的双向控制中采用力反射伺服型控制方案，实验表明了该方案的可行性，显示了临场感在增强人机交互能力方面的重要作用．     

机器人触觉临场感电触觉反馈技术研究

本文对机器人触觉临场感电触觉反馈技术进行了实验性研究。设计出了电触觉反馈装置和触觉反馈手套,结合我们已经研制出的指形触觉传感器和数据手套构成了遥操作机器人触觉临场感系统。联机实验结果表明,该触觉反馈装置能够给操作者提供有效的触觉反馈。     

虚拟现实力觉临场感遥操作机器人系统的稳定性

具有良好的可操作性，又能确保系统稳定性是解决力觉临场感遥操作机器人系统时延问题的根本。本文阐述了采用Popov超稳定性理论分析并研究虚拟现实力觉临场感遥操作机器人系统的稳定性问题是行之有效的，并给出了其分析方法，指出Popov超稳定性与无源稳定性理论是条件一致的。实验显示本文所给出的方法的有效性。本文的论述对于系统的设计极具价值。     

无时延感的遥操作实时共享控制仿真

针对遥操作存在大延时和临场感缺失等问题,提出了一种融合多种技术的无时延感的空间遥控机器人实时共享控制系统;重点研究了融合双向力反馈、传感器局部自主控制、图形预显示和遥编程的无时延感遥操作技术;计算仿真实验验证了该系统及其技术的有效性。     

力觉临场感遥操作系统的研究进展

力觉临场感遥操作机器人系统是一种新型的机器人控制系统，目前研究中系统存在的控制通信时延是严重影响系统的操作性能，甚至使系统不稳定的主要原因之一，当利用Internet网络传输信号时，时延是时变的，不确定的，对系统的影响更为明显，因此意在介绍国内外力觉临场感遥操作机器人系统的发展状况以及在克服时延对系统影响方面所取得的最新研究进展，同时指出研究中存在的问题，及对进一步研究提出一些看法。     

基于Internet力觉临场感遥操作控制系统现状

叙述了基于Internet力觉临场感遥操作系统的结构，网络通信时延的特点，指出网络时延对本系统的影响，介绍了网络时延下力觉临场感遥操作系统稳定性研究进展。     

交互式遥操作机器人实验平台中的通信时延问题研究

Internet网络通信时延的特点造成了基于Internet力觉临场感机器人系统的不稳定性和透明性降低.为了能在同一实验室中开展关于通信时延对遥操作系统的影响及如何克服或减小其不利影响的研究,提出了利用缓冲技术模拟网络通信大时延和随机时延的方法.具体介绍了时延模拟的原理、方法和实验测试结果.     

面向多机器人遥操作的分布式预测图形仿真系统

在遥操作机器人系统中,由于存在通信传输时延,可能导致控制系统不稳定,从而降 低遥操作的效率和安全性．目前多采用预测仿真的方法来克服．在多机器人遥操作系统不但 要克服时延的影响,还要能控制机器人协调地完成遥操作任务．我们开发了一个面向多操作 者 多机器人遥操作的分布式预测图形仿真系统,实现了对多机器人遥操作系统的预测仿真 ,多个操作者可以通过人机交互接口遥控各自的机器人,相互协调完成遥操作的任务．初步 的实验表明该系统能够克服时延的影响,并能实现多操作者 多机器人的协调遥操作．这对 空间站机器人科学实验、多航行器对接等方面的研究有理论参考价值．     

用于微创外科手术的遥控机器人系统研究现状及趋势

用于微创外科手术(Minimally Invasive Surgery 简称MIS)的主从式遥控机器人 系统是医疗中的MIS技术与遥操作技术的结合, 本文主要对具有力觉临场感的比率遥控机器 人用于MIS时的控制特点要求和控制理论技术的研究现状进行了综述,强调了用于MIS和用于 生物工程、微机械等领域的遥控机器人系统在控制上的异同, 对用于MIS的比率遥控机器人 系统控制中有待研究的一些关键问题提出了见解.     

一种基于Internet 力觉临场感遥操作无源控制算法

将Internet技术引入到力觉临场感遥操作系统是目前一个具有广阔应用前景的研究方向。由此，针对基于Internet力觉临场感遥操作系统所面临的变时延稳定控制问题，提出了一种基于波积分传输的无源控制算法。经过仿真，证明本算法可保证系统的无源性，并获得较好的操作性。     

基于视觉临场感的机器人遥操作全景环境构建

针对基于视觉临场感机器人遥操作全景环境构建过程中存在的问题,分析比较了目前全景环境构建方法存在的不足,并提出了基于图像灰度特征矢量和最大匹配度的全景图像拼接方法.实验表明该方法能够很好地满足机器人遥操作过程中虚拟环境构建的要求,并具有很好的鲁棒性.     

虚拟现实辅助机器人遥操作技术研究

本文以水下机器人的遥操作作业为应用背景,提出并实现了虚拟现实技术和视觉感知 信息辅助机器人遥操作实验系统．该系统使用了CAD模型和立体视觉信息完成遥操作机器人 及其作业环境的几何建模和运动学建模,实现了虚拟作业环境的生成和实时动态图形显示． 采用了基于立体视觉的虚拟环境与真实环境的一致性校正、图形图像叠加、作业体与环境位 姿关系建立、基于网络的监控通讯等关键技术．在这个实验系统中,操作人员可利用所生成 的虚拟环境,在多视点、多窗口作业状态图形和图像显示帮助下,实时动态地进行作业观测 与机器人遥操作与运动规划,为先进遥操作机器人系统的实现提供了经验和关键技术．     

虚拟现实辅助除冰机器人遥操作系统

以高压输电线除冰机器人为背景,提出并实现了基于虚拟现实技术的除冰机器人的遥操作系统。介绍了系统的基本框架和功能结构,然后对系统设计的关键技术进行了研究。在这个系统里,操作人员可以利用所生成的虚拟环境实时、动态地进行作业观测与机器人遥操作,为先进机器人遥操作系统的实现提供经验和关键技术。     

基于IP QoS技术的网络机器人遥操作研究

针对基于Internet机器人遥操作中存在的问题，结合Internet网络技术的最新发展， 借助IP QoS技术的特点和优势，本文研究并设计了基于集成业务体系结构的网络机器人遥操 作系统．通过分析IP QoS技术和机器人遥操作技术相互结合的可行性与合理性，表明该系统 能够克服目前在Internet遥操作过程中存在的问题并可在未来支持IP QoS技术的Internet中 发挥作用．本文提出了该系统的设计原型及实现方法．     

基于Internet的遥操作机器人足球系统设计

针对目前基于Internet的遥操作机器人系统普遍完成任务简单，复杂度低，影响力有限的状况，本文将遥操作技术和Internet技术应用于具有高动态性、高协作性和高对抗性的机器人足球系统中，建立了基于Internet的遥操作机器人足球系统的体系结构，提供了该系统的软件设计方法，并针对网络通信设计了应用UDP协议进行连接和数据传输的方法．实际建立的基于Internet的3对3遥操作机器人足球系统验证了系统设计方法的可行性和有效性.通过实验验证了应用UDP协议进行连接和数据传输相对于应用TCP协议的优越性．     

机器人多维力传感器

多维力觉感知系统在柔性精密操控、零力示教、轮廓跟踪、自动柔性装配、机器人多手协作、机器人临场感和遥操作、机器人虚拟和远程手术、康复训练等场合有巨大的需求。力敏元件的性能是决定机器人多维力传感器的各项性能指标的关键因素之一。早在20世纪70年代初,力觉信息的获取和应用就已开始被国际上关注,并获得了初步的探讨。自20世纪80年代末起,我国学者也开始关注和研究力觉感知技术。对机器人多维力传感器力敏元件的设计和研究进展进行了综述,对高精度力信息获取面临的挑战展开了分析,并对机器人多维力传感器的发展趋势和解决思路提出了一些可行性的思路。     

竞争型遥操作机器人系统的研究

针对军事、反恐等领域遥操作机器人特点,首次系统地提出竞争型机器人遥操作系统的概念,并将其与传统协作型机器人遥操作系统进行比较分析,从而得出竞争型机器人遥操作系统的研究重点和特点．在此基础上,构建了一个基于网络的竞争型机器人对弈系统,为今后该方向的研究提供了新的思路．     

单自由度力觉临场感比率遥操作实验系统研制

介绍了单自由度主从式力觉临场感比率遥操作实验系统的设计和低成本实现方法。由操作者操纵的主手装有直流力矩电机，与环境作用的小尺度从手选用可细分控制的步进电机驱动。采用一种2通道位置-力控制结构，进行了有时延和无时延的力觉临场感比率遥操作实验。实验结果表明了该系统的有效性。     

基于web的机器人遥操作的研究与实现

介绍了机器人遥操作系统的研究现状和基本原理,分析了现有的基于Ｗｅｂ的机器人遥操作系统的基本结构,详细讨论了相关的重要技术问题,并给出了具体的实现例子。