基于虚实力融合的遥操作机器人力觉临场感实现方法技术

一种基于虚实力融合的遥操作机器人力觉临场感实现方法，操作者通过主机器人产生主边位置信号ｘｍ，主边位置信号ｘｍ进入通讯时延环境，延时后形成从边位置信号ｘｓ，从边位置信号ｘｓ再进入从机器人，作为从机器人的输入。从机器人输出环境位置信号ｘｅ作用于环境，同时，环境提供给从机器人环境反作用力ｆｅ，从机器人根据环境反作用力ｆｅ输出从边力信号ｆｓ，进入通讯时延环节进行延迟后，输出主边力信号ｆｍ，主边力信号ｆｍ再进入低通滤波器，输出低频力信号ｆｍｗＬ。主边位置信号ｘｍ的另一路进入虚拟环境，虚拟环境的模型为输出虚拟力信号ｆｖ，虚拟力信号ｆｖ再进入高通滤波器进行处理，高通滤波器输出高频力信号ｆｖωＨ。此高频力信号ｆｖωＨ与低频力信号ｆｍｗＬ进行叠加，形成新的主边力信号ｆｍｎ，此信号作用主机器人。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制技术，特别地，涉及一种基于虚实力融合的遥操作机器人力觉临 场感实现方法。
技术介绍
在力觉临场感遥操作机器人系统中主边向从边发送位置信号，从端将力信号反馈 给操作者，这样就构成了一个操作闭环。这一操作闭环中如果没有时延的存在则是稳定的。 但是，由于力觉临场感遥操作机器人系统通常应用于太空、深海等远距离遥控的场合，从机 器人和本地操作者之间的通讯时延往往成为影响遥控作业系统正常工作的突出问题。为了 克服时延的影响人们提出了很多方法，主要可以分为两类1.从控制算法着手，如基于无 源理论的控制方法，以及以后围绕无源理论的改进等；2.利用虚拟现实技术，建立远端环 境的三维几何模型以及动力学模型，主端直接和没有时延的三维模型交互，通过三维模型 来预见显示从端的操作过程，以此来克服时延带来的影响。其中准确的模型是保证遥操作 有效克服大时延影响，高质量地完成任务的前提条件，但由于环境事先未知或部分未知，现 有的虚拟预测环境建模方法均存在一定的误差，这种误差会随着时延的增大而增大，从而 造成系统难以稳定操作。如何减小通讯时延对系统稳定性的影响，提高系统的稳定性和透 明性事先在遥操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚实力融合的遥操作机器人力觉临场感实现方法，其特征在于，包括：主机器人（２），通讯时延环节（３），从机器人（４），环境（５），虚拟环境（６），高通滤波器（７）和低通滤波器（８）构成，其中通讯时延环节（３）会对信号造成变化的时延，通过测量获得时延量Ｔ（ｔ），时延量Ｔ（ｔ）的值域为１～２０，高通滤波器（７）和低通滤波器（８）的截止频率都是通讯时延Ｔ（ｔ）的函数且相等，高通滤波器的截止频率为ω↓［Ｈ］＝ｋ↓［ｆ］／Ｔ（ｔ），低通滤波器的截止频率为ω↓［Ｌ］＝ｋ↓［ｆ］／Ｔ（ｔ），ｋ↓［ｆ］为调节系数，取值范围为０～１０００，具体操作步骤如下：操作者（１）通过主机器人（２）产生主边位置信号ｘ↓...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爱国，李新，吴涓，崔建伟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]