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增强现实机器人无线遥操作的视触同步方法OA

Visual-tactile synchronization algorithm for augmented reality-based ro-botic wireless teleoperation

中文摘要英文摘要

针对增强现实环境下机器人无线遥操作的"手眼不协调"问题,本文提出基于变比例增量映射和时延误差修正的视触同步方法.应用机器人运动学建模理论,通过不同坐标系的正解和逆解变换,建立从端实体机器人的增强现实虚拟模型.提出基于加速度感知的变比例增量式控制算法,解决主端力反馈控制器与从端实体和增强现实机器人的跨尺度运动问题,实现精细化遥操作;针对视、触觉信息双向不对称传输及生理反馈时延差异导致的视触觉不同步问题,提出基于时延补偿的视触混合误差修正算法;搭建了基于5G的机器人触感无线遥操作系统.实验结果表明,本文所提算法的轨迹跟踪性能与传统算法相比提高了77.48%,同步精度达到厘米级,能够支持增强现实机器人的视触觉同步遥操作.

To address the"hand-eye dissonance"problem of robotic wireless teleoperation in an augmented reality(AR)environment,a visual-tactile synchronization algorithm based on variable scale incremental mapping and error correction is proposed.First,based on robotic kinematic modeling theory,the AR virtual model of the practical robot in the slave domain is established by the forward and inverse transformations among different coordinate systems.On this basis,a variable scale incremental mapping algorithm is proposed based on acceleration perception,which solves the cross-scale motion problem between the force feedback controller in the master domain and the practical and virtual ro-bots in the slave domain,and supports fine-grained teleoperation.Furthermore,for the asynchrony between visual and tactile caused by the bi-directional asymmetric transmission of visual and tactile information as well as the difference in physiological feedback time,a visual-tactile hybrid error correction algorithm based on time delay compensation is pro-posed.Finally,a 5G-based robotic tactile wireless teleoperation system is developed.The experimental results show that the proposed algorithm improves the trajectory tracking performance by 77.48%and can reach centimeter level syn-chronization accuracy,which can support the visual-tactile synchronized teleoperation of AR robots.

陈雷;许驰;李琳;封岸松

沈阳化工大学 信息工程学院,辽宁 沈阳 110142||中国科学院沈阳自动化研究所 机器人与智能系统全国重点实验室,辽宁 沈阳 110016||中国科学院网络化控制系统重点实验室,辽宁 沈阳 110016||中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁 沈阳 110169中国科学院沈阳自动化研究所 机器人与智能系统全国重点实验室,辽宁 沈阳 110016||中国科学院网络化控制系统重点实验室,辽宁 沈阳 110016||中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁 沈阳 110169中国科学院沈阳自动化研究所 机器人与智能系统全国重点实验室,辽宁 沈阳 110016||中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁 沈阳 110169沈阳化工大学 信息工程学院,辽宁 沈阳 110142

信息技术与安全科学

增强现实机器人无线遥操作5G力反馈运动学建模轨迹跟踪视触同步时延补偿误差修正

augmented reality robotwireless teleoperation5Gforce feedbackkinematics modelingtrajectory trackingvisual-tactile synchronizationdelay compensationerror correction

《哈尔滨工程大学学报》 2026 (3)

562-568,7

国家自然科学基金项目(62522320,92267108)辽宁省科学技术计划(2026JH6/101100030,2023JH3/10200004,2022JH25/10100005,XLYC2403062).

10.11990/jheu.202401002

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