视频融合在遥操作机器人系统中的应用
105 浏览量
2020-10-26
05:06:03
上传
评论
收藏 217KB PDF 举报
视频融合在遥操作机器人系统中的应用视频融合在遥操作机器人系统中的应用
针对遥操作机器人系统中视频传输数据量大，造成的时延严重影响操作者决策，使机器人现场作业透明度不高
引起误操作的问题，提出采用3DSMAX建立三维机器人仿真模型，在OPENGL编程环境下对其进行绘制及仿真
控制，采用H.263标准及相应压缩算法把获取视频压缩、传输、解压、远端显示与仿真模型融合。实验证明，该
方法不仅能实现控制命令准确传输、机器人实时控制，而且视频机器人跟踪仿真模型轨迹作业避免了误操作。
摘摘 要：要： 针对
关键词：关键词： 遥操作；机器人系统；视频融合
伴随着科技发展、社会进步，人类对未知领域的探索不断深入，能够代替人类进行危险、恶劣环境作业的遥操作机器人技
术越来越成为研究的热点[1]。19世纪40年代，美国阿尔贡国立实验室ANL(Argonne National Laboratory)制造的用于核环境的
Model-M1型机械式主从操作手可作为遥操作机器人的发端。20世纪60年代早期，美国与法国的海军开始在潜水艇上安装遥操
作手和摄像机进行深水作业，将遥操作技术应用于海洋；70年代以后，研制出登陆火星的遥操作机器人；80年代末90年代
初，以加拿大SPAR公司建造的20 m长的遥操作臂RMS(Remote Manipulator System)为代表出现了几种非常著名的空间遥操
作系统。21世纪以来信息网络化的发展，促使研究者将网络和遥操作机器人技术相结合，为遥操作机器人技术带来了巨大变
革[2-4]。当代数字图像信息作为最重要的信息之一被越来越广泛地使用，人们获取信息的70%来自视觉系统，也就是说在所有
多媒体数据中，图像提供的信息量最多，将机器人恶劣环境的作业情况以图像的形式实时反馈给控制室，控制者通过图像获得
更多的现场信息，这种遥操作机器人中的视频监控技术获得广泛的应用和研究[5-6]。采用进一步提高反馈视频预测精度的
H.263压缩算法，目的就是以尽量少的bit数来表征图像，同时保持复原图像的质量，使图像在网络上传输延时在允许范围内，
避免操作者因延时产生的误操作[7-9]。虽然选择适当的压缩算法，能够满足图像传输要求，可以减轻图像存储和传输的负担，
但是在工业生产中需要机器人的精确作业(如焊接机器人焊接时焊缝必须精准无误)[10-11]。因此，控制命令如何在网络介质里
实现快速传输、准确抵达、实时处理，检测机器人的作业精确度使机器人能对误操作及时做出调整的技术问题成为遥操作机器
人领域新的挑战。
1 系统总体结构系统总体结构
针对以上情况，本文提出采用建立标准坐标系使仿真机器人和反馈视频在同一界面融合的方法，仿真模型预演作业任务而
反馈视频则跟踪其轨迹进行作业，通过两者对比及时发现机器人作业情况，一旦越界违规立刻停止。操作者也能根据两者的比
较了解现场环境，如出现障碍物或机器人伤人事件时，立刻做出下一步命令以避免危险发生。系统总体结构如图1所示。具体
工作流程：摄像头采集真实机器人的视频数据传送到服务器端图像采集卡的静态内存中对其进行H.263压缩，视频数据压缩后
经网络传输送到客户机端。客户机对数据进行解压、还原、显示、在仿真模型界面显示视频使两者融合，同时客户机实现操作
界面程序编写。操作界面包括
控制模块如图3所示，包括每个关节的启动、停止按钮、速度输出及速度变量输出显示。
2 仿真模型建立及视频融合实现仿真模型建立及视频融合实现
评论0
最新资源