文档介绍：河北工业大学硕士学位论文
基于虚拟现实的机器人遥操作系统
摘要
基于虚拟现实技术的移动机器人遥操作系统的研究是十分有意义的。虚拟现实技术应
用到人机交互中,用户能够感受到更好的沉浸感、更能方便自然地操作控制,是一种友好
的人机交互方法,具有广阔的应用前景。针对我们的研究条件和基础,在国家 863 项目的
移动机器人基础上进行升级和改造,构建一个移动机器人遥操作系统,利用虚拟现实技术,
研究如何对机器人进行虚拟远程控制,本文的主要研究工作和得到的结论如下:
首先,根据虚拟现实机器人遥操作的原理设计出整个系统的总体框架,提出了具体实
现方案,在计算机中建立一个虚拟现实环境以及与真实机器人对应的虚拟机器人,虚拟机
器人和远程机器人在功能上是一一对应,操作人员通过控制虚拟机器人来操作远程机器
人。
其次,在分析移动机械手运动特性的基础上,分别建立了移动载体和机械手各自的运
动学模型,随后根据坐标变换得出了移动机械手的统一运动学模型。利用 UG 建立移动车
载机械手模型,进行仿真试验,根据仿真值和计算值进行比较,可以确定建模完全符合虚
拟场景需要的运动模型。
再次,对实景进行建模,首先精确的采集了实景的建筑数据,用尺测出实际的长宽高,
然后对实物进行拍照。获得前面的数据后,参照数码照片在 3DSMAX 中进行场景建模。
用 3DSMAX 建立场景的模型,模型建立好后导出为 EON 可以识别的 3DS 文件,然后把机械
手的模型和场景的模型载入到虚拟现实软件 EON 平台中。
最后,信息的无线传输部分,操作者向远端控制器传送指令是利用 WLAN 建立了高速、
宽带的通信网络。通过在 Visual C++环境下 WINSOCK 控件的应用实现了建立在 TCP/IP
协议基础上的网络通信。
关键词: 机器人,虚拟环境,遥操作,信息的无线传输,人机交互
I
基于虚拟现实的机器人遥操作
TELEOPERATION OF ROBOT
BASED ON VIRTUAL REALITY
ABSTRACT
It is very meaningful to research the teleoperation of mobile robot based on virtual and
reality. The virtual reality technique is applied into puter interaction,then the operator
would have better feeling of immersion and puter interaction would be more natural
and facile. Being a kind of person- machine interaction, it has vast applying foreground.
Teleoperation system of mobile robot is set up based on country 863 item which is upgraded and
rebuilt. Virtual reality technology is used to study how to carry on virtual long range control to
the robot. What followed are the main contents:
Firstly, design the total frame of the whole system according to the principle of
teleoperation of the virtual reality robot. Set up the virtual robot and virtual environment
according to the real scenery. The virtual robot which is the agent of long range robot in the
virtual environment is operated plete the control towards the long range robot.
Secondly, based on analyzing the movement character of mobile manipulator, kinematics
sub-m