基于虚拟监控技术的机器人系统.pdfVIP

第 28 卷 第 2 期 武 汉 大 学 学 报 ·信 息 科 学 版 Vol. 28 No. 2 2003 年 4 月 Geomatics and Information Science of Wuhan University Apr. 2003 ( ) 文章编号 :1671-8860 2003 02-0233-05 文献标识码 :A 基于虚拟监控技术的机器人系统 1 1 1 赵晓光 　徐　德 　谭　民 ( 1 　中国科学院自动化研究所 ,北京市中关村东路 95 号 ,100080) ( ) 摘 　要 :介绍了一种虚拟现实技术 VR 与智能机器人监控技术协同作业的机器人系统 ,该系统使用虚拟现实 技术建造具有良好交互性的人机界面 ,并且结合智能机器人监控技术 ,实现了虚拟监控操作。通过机器人系 统 ,将虚拟操作结果作为一个整体对象投射到工作现场 ,完成了实际作业 ,并以水下机器人检查钻井平台水下 部分的焊缝工作为背景 ,说明了本系统各种功能的实现过程。 关键词 :虚拟现实 ;虚拟监控 ;投射式虚拟现实 ;监控技术 中图法分类号: TP391 ; TP24 　　近十年来 ,随着计算机软、硬件技术的飞速发 ( ) 实”projective virtual realit y , P-VR 概念。Bur ( ) [8 ] 展 ,虚拟现实技术 virtual reality ,VR 取得了卓越 dea 回顾了将虚拟现实技术与机器人技术结合 的成就 ,并被广泛应用在实际系统中。虚拟现实 的益处 ,认为机器人技术与虚拟现实技术的协同 的主要特点有交互性、沉浸感和想像力。这些特 将会成为今后几年的研究方向。 性有利于提高机器人系统的操作能力 ,在机器人 在机器人研究领域中 ,水下机器人是目前研 领域 ,虚拟现实技术主要用在遥操作系统、仿真试 究的重点之一。尤其随着海洋石油工业的发展 , 验系统和人机交互系统中 ,许多研究者正在从事 采油逐渐向深海发展 , 以至于需要在潜水员难以 这些方面的研究工作。Yrivedi [1 ] 等研究了应用 到达或不能到达的深度下工作 ,所以 ,亟需研制一 虚拟现实的概念 ,将机器人操作系统集成 ,使用实 种能够代替潜水员工作的水下机器人。本文研究 时仿真、可视化技术生成高级的、灵活的、集成的 的水下机器人系统 ,就是以水下采油平台导管架 用户界面 ,讨论了开发一种试验环境的可能性。 焊缝检测为背景 ,机器人由移动潜器和安装在其 在该试验环境中 ,对虚拟世界和真实世界中的操 上的机械手组成 ,机器人的基本任务是携带检测 作都可以进行试验。Nelson 等[2 ] 使用分立传感 仪器到达平台导管架的连接处 ,并且由机械手把 器模型 ,在虚拟环境中描述并验证了一种遥操作 持检测仪器的探头 ,沿着导管的焊缝移动 ,检查焊 机器人的框架模型 ,该框架在虚拟环境中实时动 缝被海水侵蚀和损坏的程度 ,检测结果将作为工 态更新物体模型 ,来模拟真实世界的特性。Ko 作人员维护和检修的基本依据。 suge 等[3 ]提出一种空间遥控机器人的控制方法 ,