[發明專利]一種速度型虛擬力反饋動態輔助的空間遙操作方法

無效

• 申請號: 201310019416.3
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103207566A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 黃攀峰;丁炳源;劉正雄;孟中杰
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明屬于空間機器人領域和遠程操作領域，具體涉及一種速度型虛擬力反饋動態輔助的空間遙操作方法，將速度型虛擬力反饋所產生的反饋力應用于對空間機器人的遙操作中，動態地提供虛擬力反饋信息，以實現對空間機器人的遠程操作輔助。?

背景技術

隨著人類對空間探索的不斷深入，使用空間機器人來完成各類空間任務是空間發展趨勢。針對有人工智能參與的遙操作，操作者通過交互設備向遙操作對象發出控制命令，由于時延的存在，滯后的視覺、力覺等反饋信息無法為操作者提供實時的臨場感，容易誤導操作者的操作行為，進而影響遙操作任務的安全執行。采用虛擬力反饋的方法，可以增強操作臨場感，提高遙操作的安全性。作為一種“虛擬的”約束，虛擬力反饋以一定的區域形式存在于空間遙操作對象的仿真環境中，用于產生額外虛擬的臨場感信息（力覺信息、視覺信息等），以引導操作者的操作行為，減輕操作者的操作壓力。?

當前已知的虛擬力反饋一般以特定的圖形管道應用于預測仿真環境中，均為位置型虛擬力反饋。在仿真環境中，通過觀察操作對象末端與虛擬力反饋區域的相對位置，為操作者提供視覺信息；此外，操作對象末端與虛擬力反饋區域之間發生接觸，可按照特定的力場規則為操作者提供相應的力反饋信息，通過相關設備反饋給操作者，以引導、限制操作對象有效末端的運動。當前的虛擬力反饋完全獨立于操作對象而存在，且圖形特定，并沒有充分利用操作對象末端的信息，只能依賴于事先構造好的虛擬力反饋區域產生相應輔助信息。尤其存在通信時延等不確定環境下，當前虛擬力反饋的方式輔助操作能力有限。?

發明內容

要解決的技術問題?

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種速度型虛擬力反饋動態輔助的空間遙操作方法，依賴于操作對象末端的當前位置和速度信息，虛擬力反饋區域時刻依附于操作對象的末端，并根據速度信息實時自動調節形狀大小，實現對操作對象末端位置運動的預測，以適應通信時延存在的情況。?

技術方案?

一種速度型虛擬力反饋動態輔助的空間遙操作方法，其特征在于步驟如下：?

步驟1、構造空間機器人和空間操作環境作為仿真環境：?

根據表1中所示的D-H參數，基于C++利用三維圖形接口軟件OSG，構造一個6自由度空間機器人圖形模型；?

基于C++利用三維圖形接口軟件OSG，構造一個邊長為1000mm的正方形作為衛星本體、一對太陽能帆板，作為空間機器人的空間操作環境；?

表1?