13、多特征增强现实机器人控制与开源机器人平台在教育中的应用

多特征增强现实机器人控制与开源机器人平台在教育中的应用

1. 增强现实在机器人控制中的应用

增强现实（AR）技术近年来在多个领域得到了广泛探索，在工业领域，其能力可应用于装配、培训、维护和修理以及机器人技术等方面。它能够通过改善数字模拟和提高人机交互效率，显著提高工厂的生产力和工人安全性。

在机器人控制方面，利用AR技术为机器人控制等应用开辟了新的机会。由于操作员能够通过头戴式显示器（HMD）获取机器人的状态信息，而不受物理环境的干扰，因此可以更高效地执行协作任务。

目前已经有许多基于AR的机器人应用被开发出来：
- 抽象机器人系统功能 ：有研究提出基于AR的方法来抽象机器人系统在执行任务时的功能、决策过程和诊断。通过时间图网络，用户可以直观地理解和解释机器人的内部工作原理，并轻松诊断性能中的任何错误。
- 显示工业机器人故障 ：开发了自适应AR系统，使用HMD显示工业机器人的故障。
- 加速装配任务执行 ：引入了基于标记跟踪的AR直观编程方法，操作员首先通过HMD使用CAD模型虚拟组装组件，机器人随后在现实中重现任务，该方法已成功验证和测试，精度约为1 - 2毫米。
- 减少手动装配任务认知负荷 ：在汽车和手动装配环境中，提出了一种使用模拟数据提供指令信息的新方法，减少了手动装配任务的认知负荷。
- 多特征系统编程机器人 ：提出了一个多特征系统，使用户能够通过增强轨迹对7自由度机器人进行编程，机器人可以在自由空间和与表面接触时遵循用户预定义的