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基于混合现实技术的建筑机器人控制系统

曹亮  
【摘要】:建筑机器人的远隔操作系统,可在人难以靠近的极限环境下的抢险、救灾等充分发挥作用,操作者的操纵效果可通过主手对从手的各种真实视觉、力觉反馈信息获得。本系统在虚拟现实技术的基础上,引入增强现实技术,增加了虚拟场景技术的性能,实现了与地面颜色接近的目标物体也能够被识别出来,并且在操作者的头上戴上头部跟踪显示设备实现虚拟场景的视点主动变化,提高了整个系统的性能。社会的不断进步与经济的发展,人们对远隔操作的质量和精度要求越来越高,这种通过混合现实系统来提高身临其境感的远隔操作受到了越来越多的关注。混合现实系统的创建时是用Visual C++系统作为开发平台,调用OpenGL图形接口完成建筑机器人的实时仿真,具有身临其境感提示的远隔建筑机器人系统必将在今后的各种灾害救助中发挥重要的作用,创造出更加显著的经济效益与社会效益。 本文主要做了以下研究工作: 1.创建了基于混合现实技术的远隔操作建筑机器人系统,具有远隔操作、视觉反馈、虚拟现实辅助远隔操作和无线通信的特点,可显著地提高建筑机器人在恶略环境下的工作效率; 2.立体视觉技术的应用,有效地改善了视觉反馈系统中视频数据量大对视频反馈的诸多不便,本文采取增强现实和虚拟现实技术相结合,同时,操作人员可以主动改变虚拟现实环境中的视点,增强控制过程中虚拟现实环境呈现的主动性; 3.在传统的PID控制的基础上,利用模糊控制与PID控制算法相结合的优势,在主从控制跟踪方面取得了较好的控制效果。 4.将听觉反馈加入到原有的力反馈系统中,弥补了操作者抓取不同类型材料时所产生的不充足的反作用力给操作带来的困难,提高了系统的作业性能。


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