亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于VR視角的遠(yuǎn)程體感控制特種車

        2019-04-04 01:02:24萬(wàn)迪張里張永華周添運(yùn)
        科學(xué)與財(cái)富 2019年6期

        萬(wàn)迪 張里 張永華 周添運(yùn)

        摘要:近年來(lái),由于許多災(zāi)區(qū)亂石多、房屋倒塌、泥石流等,給救援工作大大增加了危險(xiǎn)和難度系數(shù),使得救援工作的效率無(wú)法提高。據(jù)了解,國(guó)內(nèi)外沒(méi)有一項(xiàng)機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)搜救和營(yíng)救兩種機(jī)器的結(jié)合?;赩R視角的遠(yuǎn)程體感控制特種車,在車身安裝了六自由度機(jī)械臂,采用履帶及雙輪并排帶動(dòng)設(shè)計(jì),全地形通用,具有無(wú)線視頻傳輸、VR體感操作、SLAM地圖繪制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)物取物等功能。該小車可深入災(zāi)區(qū),而救援人員僅需在安全地帶即可實(shí)施救援,能大大提升救援工作效率,還能保障救援人員的安全。

        關(guān)鍵詞:VR視角;體感控制;搜尋救助;無(wú)線通訊

        1.引言

        近年來(lái),自然災(zāi)害頻發(fā),很多災(zāi)害地區(qū)由于亂石多、房屋倒塌、泥石流等,給救援工作增加很大的難度和危險(xiǎn)系數(shù),如若操作不慎,還可能造成二次災(zāi)難。目前,已有一些搜救設(shè)備可提前進(jìn)入災(zāi)區(qū),但并不能為處于災(zāi)難中的人們提供幫助;只能等到救援人員進(jìn)入后才能得到救助。據(jù)了解,國(guó)內(nèi)外沒(méi)有一項(xiàng)機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)搜救和營(yíng)救兩種機(jī)器的結(jié)合。基于VR視角的遠(yuǎn)程體感控制特種車,可深入災(zāi)區(qū),而救援人員則可以在安全區(qū)域通過(guò)遠(yuǎn)程體感控制該設(shè)備,實(shí)現(xiàn)搜尋和救助。

        2.總體方案設(shè)計(jì)

        本方案包含兩個(gè)部分,第一部分是上位機(jī)(救援人員操作上位機(jī)),主要由主控模塊、無(wú)線通訊模塊、體感傳感器模塊、手柄控制設(shè)備、PC端顯示設(shè)備等多種模塊組成;第二部分是下位機(jī)(即下位機(jī)),主要由主控模塊、串口顯示模塊、音視頻采集模塊、按鍵模塊、無(wú)線通訊模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊等組成。下位機(jī)監(jiān)測(cè)到信息,能通過(guò)無(wú)線連接實(shí)時(shí)傳輸至上位機(jī),救援人員操縱上位機(jī),即可通過(guò)無(wú)線操縱下位機(jī),從而實(shí)施救援。

        基于VR視角的遠(yuǎn)程體感控制特種車的車身安裝了六自由度機(jī)械臂,采用履帶及雙輪并排帶動(dòng)設(shè)計(jì),全地形通用,具有無(wú)線視頻傳輸、VR體感操作、SLAM地圖繪制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)物取物等功能。

        3.硬件設(shè)計(jì)

        3.1無(wú)線通訊模塊

        本設(shè)計(jì)采用Zigbee無(wú)線通訊模塊傳輸相關(guān)信號(hào)。普通的通訊器(如:藍(lán)牙、wifi)只能一對(duì)一或一對(duì)多地傳輸信號(hào),傳輸距離較近,當(dāng)線路遇到障礙時(shí),信號(hào)則中斷。而zigbee組網(wǎng)排除了普通傳輸信號(hào)器的弊端,當(dāng)一條線路中斷時(shí),可選擇另一條線路,以此保證信號(hào)的不中斷。

        3.2環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊

        車身所配備的氣體檢測(cè)器小巧且攜帶方便以及可拆卸。能夠及時(shí)檢測(cè)到危險(xiǎn)氣體及缺氧環(huán)境,為救援人員開(kāi)展工作展開(kāi)救援的周遭環(huán)境,提供第一手資料。除了氣體濃度檢測(cè)之外,車身還配備有溫濕度監(jiān)測(cè),生命跡象檢測(cè),以及能見(jiàn)度評(píng)估等功能,在行進(jìn)的同時(shí)能夠最大限度的收取大量周圍環(huán)境信息,對(duì)實(shí)時(shí)環(huán)境進(jìn)行細(xì)致調(diào)查,為救援工作提供最為準(zhǔn)確的環(huán)境信息。

        3.3體感傳感器模塊

        本設(shè)計(jì)用可穿戴的體感傳感器模塊,采集實(shí)際操作者的體感變化來(lái)遠(yuǎn)程操控救援設(shè)備進(jìn)行相關(guān)操作,使本系統(tǒng)能在各種人為不可操作的環(huán)境下進(jìn)行相關(guān)操作。同時(shí),采用體感傳感器還解決了機(jī)械控制操作的不便性。

        3.4激光雷達(dá)模塊

        小車具有同步定位以及實(shí)時(shí)位置地圖功能,小車從起點(diǎn)出發(fā),前往未知地點(diǎn),通過(guò)RBPF方法以及形心算法,逐步建立起周圍環(huán)境的地圖并確定在當(dāng)前環(huán)境的位置,本作品使用一個(gè)高頻激光掃描測(cè)距模塊,該模塊能以30rpm的速度掃描周圍二維環(huán)境,將周圍環(huán)境數(shù)據(jù)反饋給中央處理器。由處理器計(jì)算處理后將地圖繪制。更由于VR具有全景視角,可以獲得既豐富又完整的環(huán)境信息,也能更好的對(duì)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤及定位。在獲得每一刻的深度信息之后,同時(shí)進(jìn)行更新,達(dá)到實(shí)時(shí)繪制地圖的功能。在小車行進(jìn)過(guò)程中,通過(guò)車身本身所攜帶的裝置,對(duì)周圍環(huán)境,障礙,通道進(jìn)行第一時(shí)間調(diào)查,并將實(shí)時(shí)周圍道路繪制出來(lái)。深入到較為危險(xiǎn)以及人員難以實(shí)現(xiàn)的區(qū)域,將地圖繪制出來(lái),然后顯示到上位機(jī)所配備的LCD屏上,使得車身在不斷行進(jìn)的同時(shí),能夠及時(shí)繪制救援人員可以到達(dá)的路徑。為救援工作開(kāi)辟道路。

        3.5六自由度機(jī)械臂

        通過(guò)主控板控制驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)小型機(jī)械臂電機(jī),能夠運(yùn)送一定數(shù)量的救援物資,加上機(jī)械手鉗有較高的夾取力量,可以放取一定程度的重量物資。本設(shè)計(jì)中建立DH坐標(biāo)系,建立起相關(guān)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度與機(jī)械臂姿態(tài)之間的運(yùn)算關(guān)系,通過(guò)建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,可以即時(shí)算出機(jī)械臂末端爪的坐標(biāo),即可實(shí)現(xiàn)對(duì)末端的直接坐標(biāo)控制,而非對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)單獨(dú)操控。

        4.軟件設(shè)計(jì)

        4.1中央處理部分

        此部分是整個(gè)系統(tǒng)的核心,此接受處理信息,并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。下位機(jī)采用ROS系統(tǒng)為主要控制系統(tǒng),統(tǒng)籌全局,協(xié)調(diào)全局。主要負(fù)責(zé)處理攝像頭、激光雷達(dá)、機(jī)械臂等的數(shù)據(jù),進(jìn)行分析控制并上傳到上位機(jī)或者PC端。同時(shí)與下位機(jī)stm32模塊進(jìn)行通信,控制電機(jī)以及傳感器數(shù)據(jù)接收和發(fā)送。

        4.2控制部分

        控制模式分兩種,分別是體感操作和手柄操作。當(dāng)操作員選擇操作模式后執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作后,比如選擇體感操作則通過(guò)佩戴體感儀動(dòng)作,中央處理部分會(huì)接受體感儀發(fā)來(lái)的電信號(hào)并做出相應(yīng)處理后發(fā)送給執(zhí)行部分。當(dāng)操作員手臂向左旋轉(zhuǎn),給出左移信號(hào),機(jī)械車部分即做出左移動(dòng)作。如果選擇了傳統(tǒng)手柄模式,通過(guò)手柄的無(wú)線接收器可以讀取操作員的動(dòng)作。通過(guò)中央處理器處理信號(hào)之后發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在程序內(nèi)部,把采集到的陀螺儀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,根據(jù)卡爾曼濾波算法,把數(shù)據(jù)穩(wěn)定處理,解析3D姿態(tài),并把處理結(jié)果傳給執(zhí)行部分。

        4.3成像部分

        一旦機(jī)器正常工作,由機(jī)械車上的無(wú)線攝像頭會(huì)不斷傳遞無(wú)線視頻信號(hào)給成像部分,通過(guò)中央處理部分處理后經(jīng)顯示器顯示??罩型ㄟ^(guò)wifi傳輸信號(hào),配合網(wǎng)橋中繼站可進(jìn)行超遠(yuǎn)距離傳輸。并且位于機(jī)械臂云臺(tái)上的無(wú)線攝像頭會(huì)隨著操作者頭部的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)實(shí)時(shí)跟隨移動(dòng),增加操作者的代入感。

        5.總結(jié)

        本文介紹一種基于VR視角的遠(yuǎn)程體感控制特種車,該小車全地形通用,具有無(wú)線視頻傳輸、VR體感操作、SLAM地圖繪制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)物取物等功能可深入災(zāi)區(qū),而救援人員則可以在安全區(qū)域通過(guò)遠(yuǎn)程體感控制該設(shè)備,實(shí)現(xiàn)搜尋和救助。

        參考文獻(xiàn):

        [1]許延龍,韓堅(jiān)潔,劉誠(chéng)臣,謝秀峰[J]機(jī)械工程師2016.08

        [2]高慶華、張業(yè)成[J]中國(guó)自認(rèn)災(zāi)害危險(xiǎn)性分析與區(qū)劃2003.11

        [3]徐勇[S]通信電子線路2017.03

        [4]任侃[S]OpenNI體感應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)2014

        久久99国产亚洲高清| 吃奶摸下高潮60分钟免费视频| 日本久久精品视频免费| 日韩中文字幕在线观看一区 | 老熟女毛茸茸浓毛| 国产精品一区成人亚洲| 成h视频在线观看免费| 久久久久人妻一区精品| 国产真实乱人偷精品人妻| 国产做床爱无遮挡免费视频| 日韩精品一区二区亚洲专区| 欧美老妇交乱视频在线观看 | 精品国产一区二区三区久久狼| 日韩高清不卡一区二区三区| 99久久超碰中文字幕伊人| 国产极品美女高潮无套在线观看| 第九色区Aⅴ天堂| 亚洲av高清一区二区三区| 国产精品中文久久久久久久| 亚洲 欧美 唯美 国产 伦 综合| 久草视频华人在线观看| 不卡av网站一区二区三区| 国产一区二区女内射| 中文亚洲成a人片在线观看| 韩国三级中文字幕hd久久精品| 连续高潮喷水无码| 国产精品成年人毛片毛片| 精品无码久久久久久久久| 亚洲人成绝费网站色www| 亚洲AV无码成人精品区日韩密殿| 日本本土精品午夜视频| 一本到在线观看视频| 性动态图av无码专区| 亚洲av无码成人网站www| 日本视频一区二区这里只有精品| 国产精品婷婷久久爽一下| 成人做爰视频www| 久久久久国产精品四虎| av日韩高清一区二区| 开心五月激情综合婷婷色| 久久国产成人午夜av影院|