隨著社會的發(fā)展與科技的進(jìn)步,人類活動對電力的依賴程度越來越高。尤其是對于分布最為廣泛的配電網(wǎng)線路,一旦發(fā)生大范圍停電,將給人們的生產(chǎn)生活帶來重大損失。因此,電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。然而,傳統(tǒng)的人工電力運(yùn)維工作勞動強(qiáng)度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高。研究配電網(wǎng)帶電維護(hù)作業(yè)機(jī)器人,取代傳統(tǒng)人工作業(yè),具有重要的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)社會意義。本文重點(diǎn)研究了配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人的臨場感遙操作技術(shù),將沉浸式立體圖像反饋與力覺反饋傳感技術(shù)相結(jié)合,提升了機(jī)器人遙操作的臨場感,為提高機(jī)器人配網(wǎng)帶電作業(yè)的靈活性、安全性提供了技術(shù)參考。開展的主要研究工作和取得成果如下:1、設(shè)計(jì)了配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人的遙操作控制系統(tǒng)。針對從端的雙臂機(jī)器人,研究了六自由度機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)正解、逆解、配置方式等基礎(chǔ)內(nèi)容。設(shè)計(jì)了包括主端力反饋設(shè)備、通訊層、仿真交互系統(tǒng)等在內(nèi)的臨場感遙操作控制系統(tǒng)。特別地,研制了沉浸式視覺圖像反饋技術(shù),通過兩個(gè)高清相機(jī)模擬人眼的瞳距和視角,將獲取的雙目相機(jī)圖像在沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔中進(jìn)行渲染,讓操作人員能形成立體視覺感受,從而增強(qiáng)機(jī)器人遙操作的精準(zhǔn)性。2、提出一種新型的圖形力反饋與直接力反饋相結(jié)合的臨場感遙操作力反饋方法。直...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
        1.1.3 課題來源
    1.2 遙操作機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.2.1 遙操作機(jī)器人的發(fā)展
        1.2.2 帶電作業(yè)遙操作機(jī)器人
    1.3 遙操作技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.3.1 主從遙操作模式
        1.3.2 力反饋和雙邊控制
        1.3.3 VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展
        1.3.4 沉浸式臨場感技術(shù)
    1.4 主要研究內(nèi)容
        1.4.1 主要內(nèi)容
        1.4.2 章節(jié)安排
第2章 配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)研究
    2.1 配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人總體架構(gòu)
        2.1.1 總體架構(gòu)概述
        2.1.2 設(shè)計(jì)思路
    2.2 遙操作機(jī)器人本體研究
        2.2.1 運(yùn)動學(xué)正解
        2.2.2 運(yùn)動學(xué)逆解
        2.2.3 雙臂的配置方式
    2.3 遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究
        2.3.1 遙操作主端力反饋設(shè)備
        2.3.2 沉浸式VR雙目立體視覺系統(tǒng)
        2.3.3 通訊系統(tǒng)
        2.3.4 基于V-rep仿真交互系統(tǒng)
第3章 圖形力反饋和直接力反饋融合技術(shù)研究
    3.1 引言
    3.2 圖形力反饋
        3.2.1 力度顯示進(jìn)度條
        3.2.2 顯示位置追蹤
    3.3 直接力反饋
        3.3.1 反饋力值函數(shù)
        3.3.2 反饋力向量
    3.4 套筒安裝實(shí)驗(yàn)與分析
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)與分析
        3.4.3 反饋力的分布與分析
        3.4.4 末端運(yùn)動速度分析
        3.4.5 實(shí)驗(yàn)討論
第4章 帶電作業(yè)目標(biāo)的識別定位與VR顯示
    4.1 引言
    4.2 基于YOLOv4的避雷器識別
        4.2.1 數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備
        4.2.2 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練
        4.2.3 檢測結(jié)果與討論
    4.3 基于稀疏視差的雙目立體視覺測距
        4.3.1 目標(biāo)圖像預(yù)處理
        4.3.2 輪廓算子匹配算法
        4.3.3 目標(biāo)圖像提取
        4.3.4 立體視覺測距
    4.4 相機(jī)標(biāo)定和模型重建
        4.4.1 雙臂協(xié)作相機(jī)標(biāo)定系統(tǒng)
        4.4.2 坐標(biāo)變換
        4.4.3 模型三維重建
    4.5 帶電作業(yè)目標(biāo)VR電場臨場感顯示
        4.5.1 VR電場臨場感顯示原理
        4.5.2 典型帶電作業(yè)目標(biāo)顯示實(shí)例
    4.6 稀疏視差雙目相機(jī)測量法精度實(shí)驗(yàn)與分析
        4.6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與原理
        4.6.2 三維運(yùn)動捕捉系統(tǒng)測量
        4.6.3 基于提出算法的測量
        4.6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與分析
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3852473