基于增强现实技术的工业机器人人机交互系统设计与实现开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着工业4.0时代的到来，智能制造成为了制造业发展的重要趋势，而工业机器人在其中扮演着至关重要的角色。

然而，传统的工业机器人编程方式复杂、操作繁琐，且难以适应柔性化生产需求，对操作人员的专业技能要求较高。

因此，如何实现更加直观、高效、灵活的人机交互方式，成为了工业机器人领域亟待解决的关键问题。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，增强现实技术在工业机器人领域中的应用研究越来越受到重视，国内外学者在该领域取得了一系列研究成果。

1. 国内研究现状

国内学者在增强现实技术与工业机器人结合方面进行了初步探索，主要集中在以下几个方面：
-基于ar的机器人示教研究:研究人员利用ar技术开发了虚拟示教系统，操作者可以通过ar设备直观地观察机器人运动轨迹，并通过手势、语音等方式对机器人进行示教，简化了机器人编程过程。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将针对传统工业机器人人机交互方式存在的不足，研究增强现实技术、工业机器人控制技术和人机交互技术，设计并实现一个基于增强现实技术的工业机器人人机交互系统，主要研究内容包括：
1.增强现实环境搭建:研究ar环境搭建方法，包括硬件平台选型、软件开发环境配置、ar场景建模等。

2.机器人控制接口开发:研究工业机器人控制接口，实现与ar系统的通信，并开发相应的控制程序，实现对机器人的实时控制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下方法和步骤进行：
1.文献调研:对增强现实技术、工业机器人控制技术、人机交互技术等相关文献进行深入研究，了解国内外研究现状，掌握关键技术和方法。

2.需求分析:对工业机器人人机交互系统的功能需求和非功能需求进行分析，明确系统的设计目标和技术指标。

3.系统设计:根据需求分析结果，设计系统的整体架构、功能模块、数据结构、交互流程等，并选择合适的开发平台和工具。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.多模态交互方式:设计基于视觉、手势、语音等多模态融合的交互方式，提高人机交互的自然性和效率。

2.虚实融合的场景构建:构建虚实融合的机器人工作场景，将虚拟机器人模型、操作界面、工作环境信息等叠加到现实场景中，增强用户对机器人状态和任务流程的感知。

3.个性化的操作引导:根据用户的操作习惯和技能水平，提供个性化的操作引导和辅助信息，降低操作难度，提高工作效率。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.陶飞,毛善君,王树国.增强现实技术综述[j].软件学报,2018,29(09):2778-2802.

2.徐龙,梅江平,徐天添,等.增强现实技术综述[j].计算机应用,2020,40(04):903-912.

3.张梦依,张俊,张晓宇,等.面向工业机器人的增强现实人机交互综述[j].计算机集成制造系统,2022,28(04):965-982.