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基于临场感的遥操作机器人共享控制研究综述
摘要
本文主要介绍了基于临场感的遥操作机器人共享控制方法的研究现状，分析了该方法的特点和优势，并提出了未来的研究方向。
关键词：遥操作机器人，共享控制，临场感，研究综述
引言
遥操作机器人技术是指使用计算机网络等通讯技术，通过远程操纵实现远距离控制机器人进行作业。在复杂的环境中，人类有时无法直接进行操作，此时遥操作机器人技术可以起到很好的作用。但是在实际应用中，操作舱内的人员往往无法感知机器人外部环境的实际情况，仅依靠机器人上的传感器提供的数据进行操作，容易出现操作失误，造成损害。
因此，研究人员提出了基于临场感的遥操作机器人共享控制方法，通过使操作舱内的人员能够感知机器人外部环境的实际情况，提高了机器人操作的精度和安全性。
本文将从遥操作机器人的背景和基本原理出发，介绍基于临场感的遥操作机器人共享控制研究现状，并对该方法的特点和优势进行分析，最后提出未来的研究方向。
一、遥操作机器人的基本原理
遥操作机器人技术是通过计算机网络等通迅手段，将人的动作指令发送给机器人，再将机器人的反馈信息传回人的控制台的一种控制方式。其基本原理是将人的操作指令通过遥控装置发送至机器人。
遥操作机器人通常包括机器人本体、机器人控制器和遥控器三部分。机器人控制器负责接收并解释遥控指令，并控制机器人的运动，使其按照人的意愿进行作业。
二、基于临场感的遥操作机器人共享控制方法
基于临场感的遥操作机器人共享控制方法是一种将机器人操作与环境感知有机结合的方法。它通过用户头戴式显示设备和体感反馈控制器，使操作员能够感知机器人外部环境的情况，从而提高机器人操作的精度和安全性。
该方法的具体实现包括以下几个步骤：
（1）操作员通过头戴式显示设备感知机器人外部环境的实际情况。
（2）操作员使用体感反馈控制器进行机器人操作。
（3）机器人上安装的传感器将机器人外部环境情况反馈给操作员。
这样，操作员即可以全方位感知机器人运动和环境，又可以进行机器人精确的操作，提高了操作的安全性和成功率。
三、基于临场感的遥操作机器人共享控制研究现状
目前，基于临场感的遥操作机器人共享控制方法已经引起了广泛关注。研究者们通过对机器人外部环境进行三维建模，开发了适用于不同场景的头戴式显示设备、体感反馈控制器等设备。同时，研究者们也提出了多种算法对机器人进行控制和路径规划。
Han等人（2019）提出了一种基于SurgeonBot智能外科机器人的共享控制方法，该方法可以在手术中实现实时辅助和共享控制。引入VR设备和机器学习算法，实现了手术外科医生和机器人外科医生之间的快速交替协作。
Heo等人（2020）开发了一种基于实时3D遥控的机器人操作方法，结合环境感知算法，实现了对机器人外部环境的精确感知和控制，提高了机器人操作的成功率和安全性。
吕等人（2021）提出了一种机器人进化式自适应遥操作方法。该方法融合了机器学习算法和自适应算法，不断改进遥操作过程中的算法策略和控制参数，使机器人操作更加快速和准确。
四、基于临场感的遥操作机器人共享控制方法的特点和优势
基于临场感的遥操作机器人共享控制方法具有以下特点和优势：
（1）综合感知：通过头戴式VR设备，操作员能够全方位感知机器人外部的环境情况和机器人运动，同时能够看到自己的手和身体。
（2）精准操作：通过体感反馈控制器进行操作，用户可以进行更加细致的控制，提高了操作的精确性。
（3）安全性高：由于操作员能够感知机器人外部环境，可以及时避免机器人发生碰撞等危险情况。
（4）应用广泛：该方法可应用于各种机器人操作场景，在制造业、医疗等领域有广泛应用。
五、未来的研究方向
虽然基于临场感的遥操作机器人共享控制方法具有较多的优势，但其仍存在一些问题需要进一步研究。例如：
（1）如何实现机器人和人的交互设计
（2）如何提高机器人操作的效率和精度
（3）如何增加机器人控制的自主性等。
因此，未来的研究方向可以包括以下几个领域：
（1）机器学习算法在临场感遥操作中的应用研究。
（2）机器人自主化控制的研究。
（3）VR技术在遥操作中的应用研究。
结论
本文综述了基于临场感的遥操作机器人共享控制研究现状，并分析了该方法的特点和优势。该方法具有应用广泛、安全性高、精准操作等优点，是未来机器人操作中的重要研究方向。