一种空间遥操作中基于实时重建模型的预测显示方法技术

本发明专利技术使用KinectFusion三维重构算法完成对未知环境的重构。其次提出了KF‑VPS力觉渲染算法，结合实时三维重构技术和虚拟场景下的力觉渲染技术，解决主端预测环境下虚拟机械臂与真实从端环境之间的力觉预测显示问题。最后，提出了一种基于3D交互式路径规划的图形交互方式。本发明专利技术同时解决空间遥操作中大时延问题和环境未知性问题，并提高作业效率。

A predictive display method based on real-time reconstruction model in space Teleoperation

【技术实现步骤摘要】
一种空间遥操作中基于实时重建模型的预测显示方法
本专利技术涉及一种空间遥操作中基于实时重建模型的预测显示技术，主要应用于空间未知环境下的遥操作任务，能够同时解决大时延问题和环境未知性问题并且提高作业效率。
技术介绍
近几年来人工智能相关技术飞速发展，但是能够自主感知、自主决策、自主规划、并自主执行任务的全自主智能机器人仍然是人类科技需要努力的方向。面对很多人不易到达的危险环境，比如太空、深水环境、核辐射环境等，利用机器人代替人进行任务作业是很好的选择，在避免人受到危险环境的威胁的同时，还能提高作业效率。目前遥操作机器人技术是解决此类危险环境的作业任务的主要手段。空间遥操作技术的发展主要有两大障碍，天地数据传输的大时延问题和从端场景的非结构化甚至完全未知的问题。大时延问题严重影响了天地控制回路的稳定性和透明性，针对此问题，图形预测显示技术是最好的解决方案。最早预测显示技术必须依靠先验知识对从端环境进行预先建模，主端工作过程中依据从端传回的数据对环境模型进行修正；显然这种预测显示技术有很大的局限性。随着三维重构技术的发展，基于重构模型的预测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.空间遥操作中基于实时重建模型的预测显示方法，其特征在于：利用深度相机获取场景深度信息进行实时三维重构实现视觉预测显示，并且结合KinectFusion三维重构算法和VPS(VoxmapPointShell Algorithm)力觉渲染算法提出KF-VPS(力觉渲染算法)，在虚拟机械臂与实时重构的环境模型进行交互的过程中提供力觉渲染，实现空间遥操作中虚拟力觉预测显示。/n

【技术特征摘要】
1.空间遥操作中基于实时重建模型的预测显示方法，其特征在于：利用深度相机获取场景深度信息进行实时三维重构实现视觉预测显示，并且结合KinectFusion三维重构算法和VPS(VoxmapPointShellAlgorithm)力觉渲染算法提出KF-VPS(力觉渲染算法)，在虚拟机械臂与实时重构的环境模型进行交互的过程中提供力觉渲染，实现空间遥操作中虚拟力觉预测显示。


2.根据权利要求1所述的基于实时重建模型的预测显示方法，其特征在于：利用Kinect深度相机得到场景的深度图像，并对得到的深度图像进行双边滤波得到滤波后的深度图像。利用Kinect相机内参矩阵完成2D的图像坐标系与3D的相机坐标系之间的转换。并对像素平面上任意点使用最小二乘法拟合一个最佳平面并计算其法向量。利用迭代最近点法(IterativeClosestPoint，ICP)进行点云配准，进而实现相机位姿的实时估计。使用TSDF(TruncatedSignedDis...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋荆洲，王轮，张睿，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11