基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人遙操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，AR)繼承和發(fā)展了虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它把真實(shí)世界內(nèi)實(shí)際存在內(nèi)容，例如視覺、聽覺、味覺、觸覺等感覺，進(jìn)行預(yù)測(cè)仿真以構(gòu)建虛擬環(huán)境，并將預(yù)測(cè)仿真后構(gòu)建的虛擬環(huán)境信息和真實(shí)環(huán)境進(jìn)行疊加，以達(dá)到虛實(shí)環(huán)境無(wú)縫融合的目的，從而改善和彌補(bǔ)了虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)的不足。
　　本課題以期應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方法，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)仿真圖像和真實(shí)圖像疊加顯示，從而搭建出遠(yuǎn)程操作的工作環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)器人在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)

2、境中的操控策略進(jìn)行研究，達(dá)到移動(dòng)機(jī)器人環(huán)境感知信息重構(gòu)以及實(shí)時(shí)跟蹤的目的，以期提升操作者的環(huán)境沉浸感，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)遠(yuǎn)程端移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程操控目標(biāo)。本文從下述方面展開了研究:
　　1.以履帶機(jī)器人為對(duì)象，采用分層模式的控制方式，分本體結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、交互系統(tǒng)等四個(gè)方面對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)建方法進(jìn)行了分析，并針對(duì)該分析對(duì)象構(gòu)建了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，為系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及理論的研究奠定基礎(chǔ)。
　　2.在綜合相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，分析了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和

3、虛擬現(xiàn)實(shí)的聯(lián)系與區(qū)別，并將典型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)劃分為直接顯示式、光學(xué)透視式、視頻透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，分析了每個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及主要特征，為系統(tǒng)的開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　3.在分析人機(jī)交互的概念及主要形式的基礎(chǔ)上，提出了一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)遙操作系統(tǒng)的框架，研究了每一部分的模塊構(gòu)成，給出了各模塊的工作機(jī)理以及實(shí)現(xiàn)流程，提高了遙操作系統(tǒng)的可靠性。為了改善人機(jī)交互的友好性問題，提出了一種混合式人機(jī)交互模式的設(shè)計(jì)方式，包括系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控臺(tái)的設(shè)計(jì)、基于