基于混合现实技术的机器人遥操作研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sheng198208
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随着科学技术水平的提高和人们生活生产需求的增加,机器人技术成为了当前科研、工业、生活的一个重要组成部分,在工业生产、家庭服务、医疗卫生、生活娱乐等越来越多领域中有着不可或缺的地位。巨大的机器人需求市场和充满挑战的机器人难题,使得研究人员需要不断地深入对该方向的探索。随着机器人应用场景的丰富,对其移动能力也有了更高的要求。这使得移动机器人受到了人们的广泛关注,成为了当前机器人领域的一个重要方向。大多数研究致力于使机器人的结构更加智能化,控制方式更加高效丰富。全向移动机器人有着完整的运动形式和全方位的移动能力,能够大大降低机器人控制端的设计难度,同时在狭小的空间内灵活移动,因而成为了现在众多移动机器人研究和应用的选择。混合现实是一项全新的显示和交互技术,有着巨大的发展潜力,将该技术与其他科研方向进行结合的研究也越来越多。混合现实技术能够便捷地实现对机器人的遥操作,直观显示丰富的信息,同时提供虚实交互的功能,为机器人控制提供了新的思路,拓宽了使用场景。本课题的主要研究内容为基于混合现实技术搭建移动机器人遥操作系统,以实现更加安全、高效的控制方案。首先设计了一个基于混合现实和肌电信号的移动机器人控制系统,该系统可以分别通过混合现实设备HoloLens识别手势控制信号,通过MYO手环采集肌电信号,将两者协同工作,便可实现对全向移动机器人的完整运动控制。该系统将两种信号进行融合处理,实现对机器人更精准的控制,并通过实验证实该系统的有效性。然后设计了一个混合现实增强移动机器人路径规划的交互系统,该系统在控制全向移动机器人完成路径规划的基础上,还能够在真实场景中添加虚拟障碍物,使机器人对虚拟障碍物也及时做出避障反应。此外为了更好适配有突加虚拟障碍物的场景,系统还改进了原始的VFH*算法,减少了计算量,优化了机器人的运动安全性。并通过仿真实验和真实场景实验,验证了系统的可行性和改进算法的实际效果。
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