随着经济稳步快速增长,我国各类工业得到快速发展,而由此引发的火灾事故也一直呈现上升趋势。其中因石化企业其原料的易燃易爆的特性,一旦发生火灾,面对高温、黑暗、有毒和浓烟的火灾现场,消防人员无法进入完成消防作业任务,消防处置机器人替代消防人员执行任务成为必然趋势。在此期间,操作人员与机器人完全分离,遥操作成为消防处置机器人的主要交互模式,因此,交互自然、具有临场感的交互技术对消防处置机器人作业效率的提升有着决定性的影响。基于以上背景,开展基于增强现实的消防处置机器人自然交互技术研究,针对石化现场中的关阀作业场景,对交互技术的有效性进行验证,实验结果表明该交互技术具有良好的效率。主要工作内容如下:（1）消防处置机器人基础交互平台的构建。首先对机器人软硬件、通讯接口进行设计,建立消防处置机器人运动学模型。然后提出一种增量比例映射方法,并使用该方法搭建消防处置机器人的主从控制模块,通过异构式手控器实现机器人的基础主从控制。上述内容为后续研究提供平台支持。（2）手势交互方法设计。将数据手套作为手势信息采集装置,通过主从控制模块实现单一手势对消防处置机器人的主从控制。为了实现操作人员与机器人其余功能的交互,利用手势识别技术对手势交互范围进行拓展。与传统的机械式交互方法相比,该手势交互方法更加符合人类的日常行为习惯,是一种自然人机交互方式,有助于改善交互效率。（3）基于增强现实技术的立体视觉反馈。基于Vuforia注册方法实现增强现实环境中虚拟模型的三维注册,在Unity3D中搭建虚拟机器人,并实现其运动控制。利用目标跟踪算法与深度相机对目标物进行实时跟踪与深度信息提取,以此对从端图像进行深度信息增强,并输入至增强现实环境。该方法可以间接拉近操作人员与机器人间的距离,增强交互的视觉临场感。与此同时,增强现实技术将虚拟模型与真实环境有机融合,实现操作场景的虚实共存,使交互过程高效且安全。（4）基于关阀作业的遥操作系统搭建与实验验证。基于以上研究内容搭建消防处置机器人遥操作系统。以石化场景下的关阀作业为背景,设计遥操作实验,验证交互技术的有效性。在实验中,操作人员以手势作为交互方式,以增强现实作为视觉反馈,在主从完全分离的条件下控制消防处置机器人关闭阀门。最后实验结果表明遥操作系统不仅具有很高的灵活性,而且具有良好的交互效率。