空間機器人遙操作系統(tǒng)的虛擬環(huán)境建立.pdf

1、遙操作技術(shù)主要是為了實現(xiàn)機器人替代操作者在危險和不確定的環(huán)境下完成特定任務(wù)所引出的。在航天領(lǐng)域,特別是在空間機器人項目方面應(yīng)用廣泛。可是由于空間與地面之間的距離問題,使得空間機器人的遙操作與地面控制中心的操作者傳送的數(shù)據(jù)信號之間存在較大的時延,這無疑嚴(yán)重影響著遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文根據(jù)國家863遙操作項目,完成了六自由度空間機器人的運動學(xué)與動力學(xué)建模,并且對虛擬現(xiàn)實環(huán)境建模技術(shù)、遙操作安全技術(shù)進(jìn)行了理論分析和實驗研究,開發(fā)了虛擬現(xiàn)實子

2、系統(tǒng),通過虛擬機械臂預(yù)測顯示技術(shù),減小通信時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,通過遙操作安全技術(shù)輔助操作者更好的完成相關(guān)任務(wù)。
　　整個虛擬現(xiàn)實子系統(tǒng)搭建的過程是通過虛擬場景中的模型串聯(lián)起來的,本文應(yīng)用Pro/E創(chuàng)建三維模型,通過3ds Max繪圖軟件對導(dǎo)入的OBJ類型的Pro/E模型文件添加虛擬對象,再應(yīng)用專業(yè)的三維渲染引擎 OpenSceneGraph顯示和控制模型,同時在該系統(tǒng)中提供虛擬手眼相機顯示,保存和發(fā)送圖像信息,繪制運動軌跡和關(guān)

3、節(jié)坐標(biāo)系等功能。
　　在虛擬現(xiàn)實子系統(tǒng)中添加了兩個遙操作安全技術(shù)模塊,兩個模塊分別提供碰撞檢測功能和虛擬管道功能,它們的主要目的是及時提醒或阻止操作者的危險操作行為。另外一種遙操作安全技術(shù)模塊是應(yīng)用Pro/E軟件建立的,該模塊主要提供危險距離測量功能,應(yīng)用在模型設(shè)計階段。
　　本論文對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在遙操作系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了較深入的研究,而對遙操作技術(shù)進(jìn)行了淺顯的研究。同時,設(shè)計和開發(fā)了虛擬現(xiàn)實子系統(tǒng)和遙操作安全技術(shù)模塊,并通