该研究的意义在于,研究机器人与虚拟现实技术通过虚拟环境、运动控制、触觉反馈和空间感知技术的支持等,将有助于创建一个真正意义上的全身心的机器人VR控制交互体验系统。创新性的将机器人的头部转向与操作者连接,使机器人的头部跟随操作者头部摆动,得到360度视角。并在触觉反馈方面做出创新,再加上虚拟现实的场景,使操作者融合视觉触觉等多感官身临其境的感受到远程的环境,将远程信息真实的传递给操作者。(1)360度机器人要准确的实现对远地信息的获取,360度的观察尤为重要。我们主要对机器人头部进行研究,设定六个自由度,通过电动机、联轴器、连杆、指甲、减速器等实现头部转动。(2)利用实时三维计算机图形学,实现大规模数据的多维虚拟场景建模技术在虚拟现实技术中,建模是重要模块,我们将利用三维建模软件3dmax来进行可视化建模,通过建模、场景布局、绘制渲染三个步骤,最终形成立体画面。(3)实现广角和立体的图形显示广角和立体的图形展示则是让操作者与场景自然交融的重要技术,我们将配用虚拟现实头盔,内置液晶显示器,影像通过一个偏心自由曲面透镜,使影像变成类似大银幕画面。将构建的三维图形立体化,以特定光学遮挡和光路传播控制的方式,实现将含有视差的图像分别传送到我们的左右眼睛,进而观看到立体影像。(4)观察者(头部)的位置跟踪由于观察者需要按照需要更换视角,所以要将观察者的头部位置通过信号准确传递给机器人,要实现头部运动追踪,需要虚拟现实头套,内含惯性传感器,主要作用为捕捉头部运动,将头部运动的信息传达给机器人,使其跟随人的头部而转动。部件包括加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器。(5)手势及姿势跟踪,触觉反馈此项研究中机器人将根据观察者的手势变化做出相应的手势变化,同时,机器人将感受到的触感再反馈给观察者。主要设计一种数据手套,左手和右手配有5个传感器和14个传感器,数据手套通常须与6自由度的位置跟踪设备同时结合使用,以识别三维空间的位移信息。至于触觉反馈方面,我们设计在手套内植入驱动马达,通过震动制造触感。