系统工程与电子技术 ›› 2023, Vol. 46 ›› Issue (1): 254-260.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2024.01.29

• 制导、导航与控制 • 上一篇    

面向冗余机械臂避障运动规划的触控交互技术

张宝琛1, 惠建江2, 张琦3, 刘正雄1,*, 黄攀峰1   

  1. 1. 西北工业大学航天学院, 陕西 西安 710072
    2. 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
    3. 中国航天空气动力技术研究院, 北京 100074
  • 收稿日期:2023-02-10 出版日期:2023-12-28 发布日期:2024-01-11
  • 通讯作者: 刘正雄
  • 作者简介:张宝琛 (1999—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为人机交互技术
    惠建江 (1979—), 男, 副研究员, 硕士, 主要研究方向为卫星地面应用与空间操作
    张琦 (1995—), 男, 助理工程师, 硕士, 主要研究方向为虚拟现实与人机交互技术
    刘正雄 (1982—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为虚拟现实与人机交互技术
    黄攀峰 (1974—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为空间遥操作及空间机器人学和导航、制导与控制
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(62273280)

Touch interaction technology for obstacle avoidance motion planning of redundant manipulators

Baochen ZHANG1, Jianjiang HUI2, Qi ZHANG3, Zhengxiong LIU1,*, Panfeng HUANG1   

  1. 1. School of Astronautics, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China
    2. Beijing Institute of Tracking and Telecommunication, Beijing 100094, China
    3. China Academy of Aerospace Aerodynamics, Beijing 100074, China
  • Received:2023-02-10 Online:2023-12-28 Published:2024-01-11
  • Contact: Zhengxiong LIU

摘要:

针对冗余自由度机械臂运动控制中人机交互性不强、避障算法较为复杂且躲避非结构化障碍较为困难的问题, 提出一种面向冗余机械臂避障运动规划的触控交互方法。通过坐标系转换的方式将交互设备屏幕坐标进行变换实现触控交互, 并通过柱面避障运动规划, 提高交互效率。基于虚幻引擎设计触控交互演示软件, 利用触控交互实现了冗余机械臂的运动避障仿真。与传统方法相比, 既兼顾了人机交互的友好性, 又提升了机械臂运动规划的操作效率和可理解性。

关键词: 冗余机械臂, 避障运动规划, 触控交互

Abstract:

In view of the problem of weak human-robot interaction, complex obstacle avoidance algorithms, and difficulty in avoiding unstructured obstacles in the motion control of redundant manipulators, a touch interaction method for obstacle avoidance motion planning of redundant manipulators is proposed. The screen coordinates of interactive devices are transformed through coordinate system transformation to realize touch interaction, and the interaction efficiency is improved through cylindrical obstacle avoidance motion planning. Based on the Unreal Engine, a touch interaction demonstration software is designed to realize the motion obstacle avoidance simulation of redundant manipulators using touch interaction. Compared with the traditional method, it not only takes into account the friendliness of human-robot interaction, but also improves the operation efficiency and understandability of manipulator motion planning.

Key words: redundant manipulator, obstacle avoidance motion planning, touch interaction

中图分类号: