Купить (600 RUB)
|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Удаленное управление промышленными роботами с использованием интерфейсов виртуальной реальности
https://doi.org/10.17587/mau.25.306-314
Аннотация
Промышленные роботы, выполняющие сложные операции, часто требуют дистанционного управления. Оператор в любое время должен иметь возможность настраивать поведение робота, задавать операции и моделировать их выполнение, синхронизировать состояние робота и его цифровой модели, менять режим управления. Интерфейсы виртуальной реальности позволяют управлять роботом в интерактивном режиме и выполнять описанные выше операции. В статье предлагается реализация системы управления на основе интерфейсов виртуальной реальности, позволяющей управлять промышленным роботом в режиме реального времени. Предлагаемое решение апробировано на двух роботах и включает в себя универсальный (итеративный) решатель обратной кинематики, планировщик траектории, планировщик задач, поддерживает работу в режимах траекторном и master-slave режимах.
Ключевые слова
При поддержке: Исследование выполнено при поддержке АО "Прорыв" по договору № 740/1199-Д-02 от 06.06.2023.
Об авторах
А. Ю. Юсупова
ЦНИИ РТК
Россия
Россия
аспирант
Санкт-Петербург
В. В. Титов
ЦНИИ РТК
Россия
Россия
науч. сотр.
Санкт-Петербург
А. В. Сергеев
ЦНИИ РТК
Россия
Россия
вед. инженер
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Pérez L., Diez E., Usamentiaga R., García D. F. Industrial robot control and operator training using virtual reality interfaces, Computers in Industry, 2019, no. 109, pp. 114—120.
2. Pantelidis V. S. Reasons to use virtual reality in education and training courses and a model to determine when to use virtual reality, Themes in Science and Technology Education, 2010, no. 2(1-2), pp. 59—70.
3. Crespo Raúl, Rene Garcia, Samuel Quiroz. Virtual Reality Application for Simulation and Off-line Programming of the Mitsubishi Movemaster RV-M1 Robot Integrated with the Oculus Rift to Improve Students Training, Procedia Computer Science, 2015, no. 75, pp. 107—112.
4. Moglia A., Ferrari V., Morelli L., Ferrari M., Mosca F., Cuschieri A. A Systematic review of virtual reality simulators for robot-assisted surgery, Eur. Urol., 2016, no. 69, pp. 1065—1080.
5. Howard M. C. A meta-analysis and systematic literature review of virtual reality rehabilitation programs, Comput. Hum. Behav., 2017, no. 70, pp. 317—327.
6. Lapointe J. COSMOS: a VR-based proof-of-concept interface for advanced space robot control. International Symposium on Information, Communication and Automation Technologies, 2005.
7. Planthaber S., Mallwitz M., Kirchner E. Immersive Robot Control in Virtual Reality to Command Robots in Space Missions, Journal of Software Engineering and Applications, 2018, no. 11, pp. 341—347, doi: 10.4236/jsea.2018.117021.
8. Chen K. et al. Fundamental development of a virtual reality simulator for four-arm disaster rescue robot OCTOPUS, 2016 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), Banff, AB, Canada, 2016, pp. 721—726, doi: 10.1109/AIM.2016.7576853.
9. Matsas E., Batras D., Vosniakos G. Beware of the Robot: A Highly Interactive and Immersive Virtual Reality Training Application in Robotic Manufacturing Systems, Advances in Production Management Systems, 2012, vol. 397, pp. 606—613.
10. Wang Q., Jiao W., Yu R., Johnson M. T., Zhang Y. Modeling of Human Welders’ Operations in Virtual Reality Human—Robot Interaction, IEEE Robotics and Automation Letters, 2019, vol. 4, no. 3, pp. 2958—2964, doi: 10.1109/LRA.2019.2921928.
11. Miner N. E., Stansfield S. A. An interactive virtual reality simulation system for robot control and operator training, Proceedings of the 1994 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1994, vol. 2, pp. 1428—1435, doi: 10.1109/ROBOT.1994.351289.
12. Freund E., Rossmann J. Projective virtual reality: bridging the gap between virtual reality and robotics, IEEE Transactions on Robotics and Automation, 1999, vol. 15, no. 3, pp. 411—422, doi: 10.1109/70.768175.
13. Freund E., Schluse M., J. Rossmann J. State oriented modeling as enabling technology for projective virtual reality, Proceedings 2001 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Expanding the Societal Role of Robotics in the the Next Millennium (Cat. No.01CH37180), 2001, vol. 4, pp. 1842—1847, doi: 10.1109/IROS.2001.976341.
14. Sabater J. M., Azorin J. M., Reinoso O., Neco R. P., Garcia N. M. Dynamic virtual environment to test teleoperated systems with time delay communications. Journal of Robotic Systems, 2005, no. 22(4), pp. 167—181.
15. Tang X., Zhao D., Yamada H., Ni T. Haptic interaction in tele-operation control system of construction robot based on virtual reality, International Conference on Mechatronics and Automation, Changchun, 2009, pp. 78—83, doi: 10.1109/ICMA.2009.5246470.
16. Tang X., Yamada H., Huang L., Ahmad A. Y. Virtual reality-based teleoperation construction robot control system with 3Dvisor device, IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, 2010, pp. 384—388, doi: 10.1109/ICMA.2010.5588360.
17. Matsas E., Vosniakos G. C. Design of a virtual reality training system for human—robot collaboration in manufacturing tasks. Int J Interact Des Manuf, 2017, no. 11, pp. 139—153, available at: https://doi.org/10.1007/s12008-015-0259-2.
18. Malik A. A., Masood T., Bilberg A. Virtual reality in manufacturing: immersive and collaborative artificial-reality in design of humanrobot workspace, International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2019, vol. 33, pp. 22—37, doi: 10.1080/0951192X.2019.1690685.
19. Wonsick M., Padir T. A Systematic Review of Virtual Reality Interfaces for Controlling and Interacting with Robots. Applied Sciences, 2020, vol. 10, no. 24, p. 9051, available at: https://doi.org/10.3390/app10249051.
20. Robot operating system. ROS. Retrieved March 9, 2023, available at:https://www.ros.org/
21. Unity Technologies, Unity. Retrieved March 9, 2023, available at: https://unity.com/
22. Unity Robotics Hub. Retrieved March 9, 2023, available at: https://github.com/Unity-Technologies/Unity-Robotics-Hub
23. Pérez L., Diez E., Usamentiaga R., García D. F. Industrial robot control and operator training using virtual reality interfaces, Comput. Ind., 2019, no. 109, pp. 114—120.
24. Liu X., Nan L., Lin Y., Han J., Liu J., Ku T. Data and model hybrid-driven virtual reality robot operating system, Frontiers in Energy Research, 2022, vol. 10, doi: 10.3389/fenrg.2022.1101887.
25. Garg G., Kuts V., Anbarjafari G. Digital Twin for FANUC Robots: Industrial Robot Programming and Simulation Using Virtual Reality. Sustainability, 2021,vol. 13, no.18, p. 10336, available at: https://doi.org/10.3390/su131810336.
26. Burghardt A., Szybicki D., Gierlak P., Kurc K., Pietruś P., Cygan R. Programming of Industrial Robots Using Virtual Reality and Digital Twins, Appl. Sci., 2020, no. 10, p. 486, available at: https://doi.org/10.3390/app10020486.
27. Gallala A., Kumar A. A., Hichri B., Plapper P. Digital Twin for Human—Robot Interactions by Means of Industry 4.0 Enabling Technologies, Sensors, 2022, vol. 22, p. 4950, available at: https://doi.org/10.3390/s22134950.
28. Togias T., Gkournelos C., Angelakis P., Michalos G., Makris S. Virtual reality environment for industrial robot control and path design, Procedia CIRP, 2021, no.100, pp. 133—138.
29. Chitta S., Marder-Eppstein E., Meeussen et. al. Ros_control: A generic and simple control framework for ROS, J. Open Source Softw., 2017, no. 2, pp. 456.
30. Russian Federation Patent No. RU2785920C1, 2022.
31. Sergeev A., Sergeev S. Complexity reduction of interfaces of robotic and ergatic systems, Robotics and Technical Cybernetics, 2019, no. 7(2), pp. 109—118, available at: https://doi.org/10.31776/RTCJ.7204.
32. Sergeev A., Titov V. Shardyko I. Induced virtual environment for control of a manipulator designed for working with radioactive materials, Robotics and Technical Cybernetics, 2021, no. 9(1), pp. 32—41, available at: https://doi.org/10.31776/RTCJ.9104.
Рецензия
Для цитирования:
Юсупова А.Ю., Титов В.В., Сергеев А.В. Удаленное управление промышленными роботами с использованием интерфейсов виртуальной реальности. Мехатроника, автоматизация, управление. 2024;25(6):306-314. https://doi.org/10.17587/mau.25.306-314
For citation:
Iusupova A.I., Titov V.V., Sergeev A.V. Industrial Robot Remote Control using Virtual Reality Interfaces. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2024;25(6):306-314. https://doi.org/10.17587/mau.25.306-314
Просмотров:
368
.png)
Послать статью по эл. почте 