基于人工势场的空间遥操作共享控制  

Shared control for space teleoperation using artificial potential field

作　　者：李滋堤[1,2] 孙富春[1] 刘华平[1] 王裕基[1] 吴凤鸽[1] 

机构地区：[1]清华大学计算机科学与技术系,智能技术与系统国家重点实验室,北京100084 [2]总后油料研究所,北京102300

出　　处：《清华大学学报（自然科学版）》2010年第10期1728-1732,1737,共6页Journal of Tsinghua University(Science and Technology)

基　　金：国家自然科学杰出青年基金资助项目(60625304);国家自然科学基金资助项目(60621062,90405017)

摘　　要：在大通信时延、微重力的空间环境中,使用机械臂实施单元更换等遥操作存在巨大挑战。该文提出了一种基于人工势场的共享控制方法,即利用服务星机械臂上测距传感器阵列产生引力或斥力信号来增强地面遥操作的控制指令,以共享控制模式扩展人类远程控制与操作能力。该方法在一个6-DOF Motoman机械臂上得到了有效实现。地面实验系统上的实验表明此方法能够克服5s以上的时延影响并显著提高操作效率。Using a robot manipulator to replace a unit under large communication time delay and micro gravity environments is a huge challenge.In this paper,a shared control paradigm was developed based on the artificial potential field（SCBAPF） to extend the human＇s ability for long-distance control and operation.The augmented teleoperation signal was produced by the attraction or repulsion of sensor array on the robot arm under SCBAPF.The paradigm was implemented effectively on a 6-DOF Motoman manipulator.Tests on the space teleoperation ground test system（STGTS） show that the shared control paradigm can overcome the influence of communication time delay of more than 5 s and remarkably improve the operation efficiency.

关 键 词：遥操作 共享控制 人工势场 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]