時間延遲效應下遠端操控機器人系統之雙向控制

Abstract

由於電腦網路使用的普遍性與方便性，網路連結遠端操控機器人系統成為一項熱門且持續在發展的研究領域。對一個網路連結遠端操控機器人系統而言，經由網路連結所造成的變動時間延遲對系統性能的影響也一直是這個領域經常討論的。當我們經由雙向的網路連結遠端操控機器人系統執行順應性工作時，可能會發生近端和遠端不同步以及系統不穩定的現象，而且，延遲過後的遠端資訊,可能讓操縱者會對遠端做出錯誤或不適當的命令,造成遠端機構的損壞；除了穩定性和同步性之外，時間延遲也可能降低系統的透明性。在此論文中，我們提出雙向控制策略來維持系統的穩定性，另外，由於同步性問題的難以解決，所以我們利用近端的虛擬實境遠端呈現技術來提供操縱者即時的位置預測及虛擬力反映，並且分析了整個系統架構的透明性。除此之外,我們還利用了事件驅動控制的方法建構一事件同步的遠端操控系統來和我們提出的系統架構做性能上的比較。最後經由模擬和實驗來驗證我們提出的控制策略之可行性及有效性。