[发明专利]一种基于虚拟环境重建的增强遥操作临场感的方法

权利要求书

1.一种基于虚拟环境重建的增强遥操作临场感的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：建立虚拟的从端任务环境，真实环境与虚拟环境对应比例为1:1；建立远端环境进行动力学模型：

$F_e=k{\left(x_e\right)}^n+\mathrm{\λ}{\left(x_e\right)}^n{\stackrel{\·}{x}}_e$

其中：k和λ分别表示在接触处的刚度系数和阻尼系数；x_e表示接触物之间沿切入方向的切入深度；表示接触物在接触处的相对速度；n表示碰撞指数，表示接触物材料的非线性程度；

步骤2：求解动力学模型中的接触物的刚度系数k系数：

$k=\frac{4\mathrm{\τ}}{3\mathrm{\π}({\mathrm{\σ}}_1+{\mathrm{\σ}}_2)}$

其中：τ表示一个常数，在整个接触过程中，由于不同的运动路径导致τ的值产生变化；σ₁和σ₂表示材料参数，

其中：E_i表示碰撞材料的弹性模量；v_i表示碰撞材料的泊松比；

步骤3：求解动力学模型中的阻尼系数λ

计算模型误差：

当e_r在0.0～0.6时，采用计算阻尼系数λ；

当e_r在0.6～0.7时，采用计算阻尼系数λ；

当e_r在0.7～1.0时，采用计算阻尼系数λ；

所述所述

其中：表示接触后理论相对速度；表示接触后真实的相对速度；

所述表示接触方向的方向向量；和分别表示接触前和接触后的目标速度；和分别表示接触后和接触前的执行器速度；

步骤4：以计算得到的刚度系数k系数和阻尼系数λ输入至动力学模型，得到一个虚拟环境重建的模型。

2.根据权利要求1所述基于虚拟环境重建的增强遥操作临场感的方法，其特征在于：

所述步骤2的常数τ的确定为：对于直线运动的τ为1，其余运动方式的τ为0.5。