论文部分内容阅读
基于Internet的主从式遥操作机器人系统是利用网络作为通讯手段建立系统的遥操作性,拓展人类在太空、深海、核环境等危险情况下的作业能力。伴随着虚拟现实技术的飞速发展,该系统要达到的理想状态是使操作者获得无延时的视觉和触觉临场感。本文即针对存在网络传输时延情况下的力觉临场感问题进行了研究。为了克服时延的影响,本文将虚拟环境引入遥操作系统中,并针对传输时延的统计规律,提出了若干解决方案设想。 针对工作于重力空间的从机械手,从人手与物体的接触机理出发,建立了用刚度、阻尼和摩擦描述的虚拟从手与环境物体的交互作用力数学模型。模型考虑了物体的阻尼特性,提高了系统的稳定性。 从机器人力控制的特点出发,应用智能控制理论,设计出了集模糊控制和神经网络于一身的模糊神经网络力控制器。该控制器具有自学习功能,提高了力反应遥操作系统力反馈的保真度。随后进行的仿真实验验证了该控制器的良好性能。 在校园网上进行了大量的各类数据传输时延统计实验,并参照广域网数据对时延数据进行了统计分析,从中得出了一些统计规律和特征。这些统计规律和特征可协助今后仿真平台的建立,提高模型的真实程度,为真正的网络遥操作系统的建立提供依据。 利用Visual C++6.0开发系统和OpenGL三维图形库编制了基于Internet的仿真实验平台,实现了基于虚拟环境的遥操作控制系统。实验初期采用仿真方法,有利于实验的重复进行,提高了控制的灵活性。 本文所作的理论分析工作以及仿真实验,验证了基于互联网实现机器人遥操作临场感这一思路的可行性,为后期的实验和下—步真正的网络遥操作的实现打下了基础。