“玉兔”号月球车对月壤成功实施首次月面科学探测

<正>北京时间14日21时45分,在北京航天飞行控制中心精确控制下,"玉兔"号月球车展开机械臂,对月壤成功实施首次月面科学探测。北京航天飞行控制中心总体室副主任吴风雷介绍:"这次探测任务的成功,标志着我国突破了月面高精度机械臂遥操作控制技术,实现了38万公里之外机械臂毫米级精确控制。"据悉,由于受"玉兔"号月球车活动维度限制和避障因素影响,机械臂完成对一个预定目标点的探测,一般要经过十多个操作步骤,几乎每一步操作都要经过极其精密的计算。此前,在2013年12月23日凌晨,北京航天飞行控制中心曾控制机械臂进行投放测试,目的是为     

面向柔软物体抓取的遥操作工程机器人位置反力控制

为改善工程机器人系统的操作性,并提高在抓取和搬运柔软物体过程中的安全性,对主从遥操作系统的控制进行了研究,提出了位置速度/位置反力混合控制的方法。工程机器人在自由移动时,采用位置速度控制,工程机器人与环境间产生反馈力时,切换到位置反力控制。利用反馈力作为反馈信号,实现对力的间接控制。设计并开展了抓取与搬运柔软物体的实验,并对抓取和搬运过程中的物体最大变形量以及活塞杆平均位移进行了统计分析及配对t检测。结果表明:相比传统的位置速度控制方法,位置反力控制方法能够改善主从遥操作系统的操作性,确保在抓取和搬运过程中柔软物体的安全性。     

遥操作搬运挖掘机器人

遥操作搬运挖掘机器人项目得到国家863机器人计划及总装备部的资助，其目标是为我国军队提供特殊环境下的一种军事装备。     

基于移动通信网络的农业移动机器人遥操作研究

以农业移动机器人为研究对象,首先介绍了基于移动通信网络的遥操作技术,并基于ARM嵌入式技术,设计了农业移动机器人硬件方案,并从硬件和软件两方面设计实现了该系统。实验结果表明:该系统能够出色地完成任务,满足了预期的效果,具有一定的稳定性和可靠性。     

基于无线网络的拖拉机遥操作系统设计与试验

为降低驾驶员的劳动强度以及改善其工作条件,设计了一套基于无线网络的拖拉机遥操作系统。首先提出了拖拉机遥操作系统总体设计方案,然后针对茂源MY250型拖拉机进行了执行机构改造,包括离合、制动、转向、油门、熄火执行机构以及启动控制,并设计了遥操作控制系统,包括用户界面与车载控制系统。最后进行了通信性能测试、执行功能测试与驾驶试验。结果表明,遥操作系统平均指令通信时延为0.074 ms,视频时延最大不超过373 ms,拖拉机各执行机构控制误差最大不超过2.21%,行驶速度为2.08 km/h时,直线行驶最大误差绝对值不超过208.5 mm,RMS误差最大不超过85.5 mm。     

遥操作机器人存在时延的位置控制研究

以电液伺服遥操作主从机器人为控制对象 ,在系统存在时延的条件下 ,实现机器人从动机械手位置和姿态行程跟随主手操纵柄位置的控制。通过建立电液比例阀控制不对称液压缸的数学模型 ,分析了 Smith数字控制器的原理和实现方法 ,并与传统的控制方法进行了对比研究。针对不同时延进行了仿真试验 ,仿真结果表明 ,该方法对电液伺服遥操作机器人的位置控制具有良好的效果和较强的鲁棒性 ,证明了方法的有效性     

基于虚拟现实的遥操作工程机器人图形仿真

利用Visual C 和OpenGL编程，开发出一套机器人虚拟现实临场感系统，并对该系统的体系结构、几何实体建模、人机接口技术、碰撞检测等进行了论述。对于采用图形仿真技术来解决遥操作过程中的时延问题进行了探讨，并通过实验验证了采用图形机器人来预现实际机器人运动的可行性。     

基于虚拟现实的拖拉机遥操作系统设计

为了改善农田作业环境、减轻劳动强度、弥补劳动力的不足,以拖拉机为例,介绍了一种基于虚拟现实的遥操作系统设计.系统采用3DS Max进行三维建模,基于VC++开发语言和OpenGL图形库对虚拟场景进行了构建,通过DirectInput技术实现了人机交互功能.讨论了地形、天空体、农作物的建模与显示,通过读取3DS Max制作的3DS文件重构了拖拉机模型,采用粒子系统对自然现象进行了模拟;同时为了增强系统的真实感,增加了碰撞检测功能,通过对游戏杆编程使用户可以具有真实的驾驶体验.该设计方法通用性好,虚拟环境具有较好的沉浸感,逼真地再现了实际农田场景;系统交互性好,可有效实现人机互动.     

拖拉机遥操作系统优化与性能试验

为改善农田作业者的工作环境、降低其劳动强度,课题组前期设计了一套基于无线网络的拖拉机遥操作系统,并通过试验验证了系统的可行性,但是该系统因采用单线程技术存在数据拥堵、人机交互界面通过鼠标按键操作存在误操作隐患、且不符合驾驶习惯等问题。为此,开展基于原有硬件条件的多线程技术与基于集成操纵装置的人机交互系统的拖拉机遥操作系统的优化与改进设计,进行随动性能试验与直线行驶、直角转弯、蛇行驾驶试验,以验证优化后系统的综合操作性能。试验表明,优化后的遥操作系统随动控制精度良好,指令执行时延在60 ms内;在拖拉机行驶速度为3. 17 km/h时,直线行驶最大误差绝对值不超过105. 3 mm,RMS误差最大不超过60. 1 mm;直角转弯执行精度较第1代系统有明显改善;蛇行轨迹与驾驶员实际驾驶时差别不大;总体遥操作驾驶体验良好。     

基于GIF-Shearlet算法的新旧土边界线视觉导航技术研究

针对遥操作拖拉机驾驶机器人旋耕作业时,工作环境中作物行多样化、光照不均的特点,提出一种基于导向滤波(Guided Image Filter)和剪切波变换(Shearlet Transform)的方法用于提取新旧土边界线以完成拖拉机视觉导航。首先,将图像快速转换到YCr Cb颜色空间,对灰度化的图像进行导向滤波,然后使用Shearlet-canny算子提取新旧土的边缘信息,最后经过Hough变换给出视觉导航线。结果表明,在YCr Cb颜色空间对图像进行灰度化处理与HSV、HIS、RGB颜色空间相比,效果最好,耗时最短,分别快94.0%、94.3%和25.4%;导向滤波处理图像的方法与Tarel中值滤波、MRetinex滤波、小波域Retinex滤波及同态滤波相比,算法耗时分别短87.5%、79.5%、88.8%和87.0%;采用Shearlet-Canny算子检测边缘并经过Hough变换后提取的导航线精确度最高,最大误差小于0.5°。研究表明,基于导向滤波和剪切波变换的新旧土边界线提取方法用于拖拉机智能导航是可行的。