Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/42275| Назва: | Система віддаленого управління роботизованим пристроєм із застосуванням технологій віртуальної реальності |
| Інші назви: | System of remote control of a robotic device using virtual reality technologies |
| Автори: | Переймибіда, Божена Володимирівна Pereimybida, Bozhena |
| Приналежність: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University |
| Бібліографічний опис: | Переймибіда Б.В. Система віддаленого управління роботизованим пристроєм із застосуванням технологій віртуальної реальності : кваліфікаційна робота бакалавра за спеціальністю „123 — Комп’ютерна інженерія“ / Переймибіда Божена Володимирівна. – Тернопіль : ТНТУ, 2023. – 54 c. |
| Bibliographic description: | Pereimybida B. Remote control system of a robotic device using virtual reality technologies: Bachelor thesis „123 — Computer Engineering“ / Pereimybida Bozhena - Ternopil, TNTU, 2023 – 54 p. |
| Дата публікації: | 14-чер-2023 |
| Дата подання: | 21-чер-2023 |
| Дата внесення: | 21-лип-2023 |
| Видавництво: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Науковий керівник: | Баран, Ігор Олегович Baran, Ihor |
| Члени комітету: | Млинко, Богдана Богданівна Mlynko, Bokhdana |
| УДК: | 004.9 |
| Теми: | роботвідеопотік телекерування віртуальна реальність віртуальна гарнітура. кватерніон unity robot video flow telecontrol virtual reality head mounted display quaternion |
| Кількість сторінок: | 54 |
| Короткий огляд (реферат): | Кваліфікаційна робота присвячена вирішенню проблеми віддаленого керування роботизованою одиницею, використовуючи можливості технології віртуальної реальності.
Досліджено основні аспекти віртуальної реальності, з’ясовано, що важливим напрямком її розвитку є передача відчуттів дотику та зчитування рухів рук і пальців людини. Описано засоби телекерування та віддаленого моніторингу роботизованими пристроями. Обґрунтовано використання віртуальних гарнітур для розроблюваної системи. Побудовані алгоритми передачі відеопотоку від робота у стереозображення для проектування у гарнітурах віртуальної реальності. Спроектовано архітектуру системи, розроблено інтерфейс управління роботизованим пристроєм усередині віртуального простору.
Створене програмне забезпечення для керування роботизованою одиницею включає можливість віддаленого управління роботом і спостереження за навколишнім простором за допомогою камер, що знаходяться на самому пристрої і є його частиною. The qualification work deals with the solving the problem of remote control of a robotic unit using the capabilities of virtual reality technology. The main aspects of virtual reality were studied, it was found that an important direction of its development is the transfer of sensations of touch and reading of human hand and finger movements. The means of remote control and remote monitoring of robotic devices are described. The use of virtual headsets for the developed system is justified. Algorithms for transferring a video stream from a robot to a stereo image for projection in virtual reality headsets are built. The architecture of the system was designed, the control interface of the robotic device inside the virtual space was developed. The created software for controlling the robotic unit includes the possibility of remote control of the robot and observation of the surrounding space with the help of cameras that are on the device itself and are part of it. |
| Зміст: | ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ7 ВСТУП8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ10 1.1 Віртуальна реальність10 1.2 Робототехніка11 1.3 Засоби телеуправління та віддаленого моніторингу роботизованими пристроям12 1.3.1 Використання віртуальної реальності для телекерування15 1.3.2 2 Приклади реалізації телекерування16 1.3.3 Приклади реалізації інтерфейсу17 РОЗДІЛ 2 ПРОЕКТНА ЧАСТИНА21 2.1 Використання віртуальних гарнітур21 2.2 Функціональність роботизованих одиниць24 2.3 Вимоги до розробки25 2.4 Вибір засобів реалізації27 2.5 Проектування архітектури28 2.6 Ініціалізація під’єднання до визначеної роботизованої одиниці29 РОЗДІЛ 3 ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА34 3.1 Реалізація стереозору34 3.2 Синхронізація повороту стереопари36 3.3 Вибір напряму переміщення39 3.4 Опис розробленої системи телекерування40 3.5 Оцінка часу відгуку42 3.6 Передача команд42 3.7 Рішення затримки43 РОЗДІЛ 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ45 4.1 Долікарська допомога при ураженні електричним струмом45 4.2 Методи боротьби з монотонністю праці на виробництві47 ВИСНОВКИ50 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ51 ДОДАТКИ Додаток А Технічне завдання Додаток Б Фрагменти програмного коду |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/42275 |
| Власник авторського права: | © Переймибіда Божена Володимирівна, 2023 © Pereimybida Bozhena, 2023 |
| Перелік літератури: | Skorenkyy, Y., Kozak, R., Zagorodna, N., Kramar, O., & BЛещишин Ю. З. Розробка системи зв’язку як інтегрованого елементу роботизованих систем / Ю. З. Лещишин, Н.Р. Романишин, В. В. Наконечний, А.О. Паламарчук// Зб. тез доповідей ХXІ Всеукр. наук.-пр. конф. Житомир, 2016. С. 102.aran, I. (2021). Use of augmented reality-enabled prototyping of cyber-physical systems for improving cyber-security education. Journal of Physics: Conference Series, Vol. 1840, Issue 1, available at: doi:http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/1840/1/012026 Lipton, J.I., Fay, A.J. & Rus, D. Baxter's homunculus: Virtual reality spaces for teleoperation in manufacturing // IEEE Robotics and Automation Letters. 2018. V. 3, N. 1. – P. 179-186. Whitney D., Rosen E., Ullman D., Phillips E., Tellex S. ROS reality: A virtual reality framework using consumer-grade hardware for ROS-enabled robots // IEEE international conference on intelligent robots and systems. 2018. 5018 p. Zhang, T., McCarthy, Z., Jowl, O., Lee, D., Chen, X., Goldberg, K., & Abbeel, P. Deep imitation learning for complex manipulation tasks from virtual reality teleoperation // Proceedings – IEEE International Conference on Robotics and Automation. – 2018. – P. 5628. Kheddar, A., Neo, E.-., Tadakuma, R. & Yokoi, K. Enhanced Teleoperation Through Virtual Reality Techniques // Springer Tracts in Advanced Robotics, 31. 2007. P. 139-159. Jung, Y., Han, K., & Bae, J. A tele-operated display with a predictive display algorithm // IEEE Access, 2019. Vol. 7. P. 154447-154456. de la Cruz, M., Casañ, G., Sanz, P., & Marín, R. Preliminary work on a virtual reality interface for the guidance of underwater robots // Robotics 9, 2020. No. 4. P. 1-24. Lin, X., Mahmud, S., Roman, S., Shaker, A., Law, Z., Lin, M., & Kim, J. Design of A Novel Transformable Centaur Robot with Multilateral Control Interface for Search and Rescue Missions // Proceedings - 5th International Conference on Automation, Control and Robotics Engineering, CACRE 2020. P. 200. Bevere, L., Sharan, R., Barrett, S., & Honegger, C. Natural catastrophes and man-made disasters in 2016 // Swiss Re Institute, 2017. Guha-Sapir, D., Hoyois, P., Wallemacq, P., & Below, R. Annual DisasterStatistical Review 2016: The Numbers and Trends // Centre for Researchon the Epidemiology of Disasters (CRED), 2017. Lim, J., Lee, I., Shim, I., Jung, H., Joe, H., Bae, H., Sim, O., Oh, J., Jung, T., Shin, S., Joo, K., Kim, M., Lee, K., Bok, Y., Choi, D., Cho, B., Kim, S., Heo, J., Kim, I., Lee, J., Kwon, I., & Oh, J. Robot System of DRC-HUBO+ and Control Strategy of Team KAIST in DARPA Robotics Challenge Finals // Journal of Field Robotics, 2017. Vol. 34. P. 802-829. Yi, S., McGill, G., Vadakedathu, L., He, Q., Ha, I., Han, J., Song, H., Rouleau, M., Zhang, B., Hong, D., Yim, M., & Lee, D. D. Team THOR’s Entryin the DARPA Robotics Challenge Trials 2013 // Journal of Field Robotics, 2015. P. 315-335. Johnson, M., Shrewsbury, B., Bertrand, S., Calvert, D., Wu, T., Duran, D., Stephen, D., Mertins, N., Carff, J., Rifenburgh, W., Smith, J., Schmidt-Wetekam, C., Team IHMC’s Lessons Learned from the DARPA Robotics Challenge: Finding Data in the Rubble // Journal of Field Robotics, 2017. P.241-261. Martins, H., Oakley, I. & Ventura, R.Design and evaluation of a head-mounted display for immersive 3D teleoperation of field robots // Robotica, 2015. – Vol. 33, No. 10. P. 2166-2185. Golding, J. J., Phil, D., & Markey, H. M. Effect of Frequency of Horizontal Linear Oscillation on Motion Sickness and Somatogravic Illusion // Aviation, space, and environmental medicine. 1996. Vol. 67. P.121-126. St. Pierre, M. E., Banerjee, S., Hoover, A. W., & Muth, E. R. Simulator Sickness Depends on Frequency of the Simulator Motion Mismatch: An Observation // Presence, 2008. Vol. 17. P. 584-593. St. Pierre, M. E., Banerjee, S., Hoover, A. W., & Muth, E. R. The effects of0.2Hz varying latency with 20 −100 ms varying amplitude on simulator sickness in a helmet mounted display // Displays, 2015. Vol. 36. P. 1-8. Niemeyer, G., & Slotine, J. E. Using Wave Variables for System Analysis and Robot Control // Proceedings of the IEEE International Conferenceon Robotics and Automation, 1997. P. 1619-1625. Niemeyer, G., & Slotine, J. E. Stable Adaptive Teleoperation // IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1991. Vol. 16. P. 151-162. Lee, D., & Spong, M. W. Passive Bilateral Teleoperation With ConstantTime Delay // IEEE Transactions on Robotics, 2006. Vol. 22. P. 269-281. Aziminejad, A., Tavakoli, M., Patel, R. V., & Moallem, M. Transparent Time-Delayed Bilateral Teleoperation Using Wave Variables // IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2008. Vol. 16. P.548-555. Sun, D., Naghdy, F., & Du, H. Wave-Variable-Based Passivity Control of Four-Channel Nonlinear Bilateral Teleoperation System Under TimeDelays // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2016. Vol. 21. P.238-253. Sun, D., Naghdy, F., & Du, H. Neural Network-Based Passivity Control of Teleoperation System Under Time-Varying Delays // IEEE Transactions on Cybernetics, 2017. Vol. 47. P. 1666-1680. Yang, C., Wang, X., Li, Z., Li, Y. & Su, C. Teleoperation Control Based on Combination of Wave Variable and Neural Networks // IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics: Systems, 2017. Vol. 47. P.2125-2136. Schwarz M., Rodehutskors T., Droeschel D., Beul M. NimbRo Rescue: SolvingDisaster-response Tasks with the Mobile Manipulation Robot Momaro". Journal of Field Robotics, vol. 34, P. 400-425, 2017. Theofilis K., Orlosky J., Nagai Y. and Kiyokawa K., "Panoramic ViewReconstruction for Stereoscopic Teleoperation of a Humanoid Robot" in Proceedings of the IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots, P. 242-248, 2016. Jagersand M., Rachmielowski A., Lovi D., Birkbeck N.,. Hernandez-Herdocia A., Shademan A., Cobzas D. and Yerex K. "Predictive Display from Computer Vision Models," in Proceedings of the International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space, 2010. Azuma R. and Biship Gary, "A Frequency-Domain Analysis of Head-Motion Prediction," SIGGRAPH, vol. 95, P. 401-408, 1995. Wu J. and. Ouhyung M, "On latency compensation and its effects on head motion trajectories in virtual environments," The visual computer, vol.16, P. 79-90, 2000. Jung Y., Han K. and Bae J., "A Tele-Operated Display With a Predictive Display Algorithm," in IEEE Access, vol. 7, pp. 154447-154456, 2019. Kim W. S. and Bejczy A. K., "On Latency Compensation and its Effects on Head motion Trajectories in Virtual Environments," in Proceedings of IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics., P.1059-1067, 1991. Yuichi T. and Uchiyama M., "Graphics Displays for Operator Aid in Tele-manipulation," in Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), P. 1544-1549, 1996. Brudnak M. J. "Predictive Displays for High Latency Teleoperation,"in Proceedings of the NDIA Ground Vehicle Systems Engineering andTechnology Symposium, P. 1-16. Unity Technologies. URL: unity.com (дата звернення: 29.05. 2023). Liu, N., Lu, T., Cai, Y., Lu, J., Gao, H., Li, B. & Wang, S. Design of Virtual Reality Teleoperation System for Robot Complex Manipulation // Proceedings - 2019 Chinese Automation Congress, CAC. – 2019. – P 1789. Толок А.О., Крюковська О.А. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник. 2011. 215 с. Стеблюк М.І. Цивільна оборона: Підручник. Знання, 2006. 487 с. Основи охорони праці: Підручник.; 3-те видання, доповнене та перероблене / За ред. К. Н Ткачука. К.: Основа, 2011. 480 с. |
| Тип вмісту: | Bachelor Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 123 — Комп’ютерна інженерія (бакалаври) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Author_Notes_Bozhena_Pereimybida.docx | 10,31 kB | Microsoft Word XML | Переглянути/відкрити | |
| Bozhena_Pereimybida.pdf | 1,67 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора