仿真机器人远程控制系统关键技术的研究

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网络远程机器人控制系统是利用现代网络技术、通信技术、多媒体技术以及智能机器人技术构建的人-机合作控制系统。该系统的特点是:不需要专人专机进行远程控制;组建系统快捷;花费成本低;远程控制距离大;能在任意网络节点进行访问;适应远程管理的技术方向;有利于机器人技术的推广与普及;尤其在危险复杂的作业环境中,该系统具有独特的效用,如:该系统特别适用于有毒、污染、易燃、易爆等危险、恶劣环境中代替人类或辅助人类完成复杂的作业任务,极大地改善人们的劳动条件、降低人身伤亡事故,是一种全新的机器人应用模式。 本文针对网络远程机器人控制系统的特点,主要研究了网络远程机器人控制系统的体系结构、人-机接口界面、网络远程机器人信息控制机制、以及工厂装配零件的网络远程机器手控制系统实现。具体取得以下几个方面的研究成果: 一:由VRML和Applet构建了三维的仿真手臂模型。 首先,利用VRML建立的3D模型非常逼真动人,使用户具有身临其境的感觉。同时由于VRML在交互方面存在的不足,为了场景和用户可以更好的交互,我们又利用Applet很好的弥补了人机交互的功能。 二:加入操作杆使控制更加灵活真实。 由于传统的输入设备(键盘和鼠标),在对仿真终端进行实时控制时,显得呆板且缺乏灵活性,很难满足远程控制时实时性的要求,而带有操纵杆的输入设备将使控制更加灵活、真实。所以我们在系统中加入了操作杆的使用。 三:利用VRML与JAVA的结合实现远程通信。 因为JAVA语言的跨平台性和强大的网络性,我们最终采用基于JAVA的Socket套节字来实现远端和本地的通信。 四:虽然用Web3D技术建立的仿真终端已具有一定的虚拟向导功能,在一定程度上可以减少错误操作的发生,但并不能完全避免错误,所以有必要对每次操作进行记录,建立操作日志。 五:研究了一种高精度的碰撞检测方法。 VRML语言是不能进行碰撞检测的,Java3D可以检测碰撞,但是其检测精度不高。所以在系统中我们对Java3D的碰撞检测类进行了改进,从实验结果上可以看到检测的精度大大提高。最终,我们得到了一个功能基本完善的3D空间碰撞检测方法。
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