A Multipurpose Interface for Close- and Far-Proximity Control of Mobile Collaborative Robots

这封信介绍了一种创新的视觉触觉界面，用于控制移动协作机器人（MCR）。由于具备被动可拆卸机制，该界面可以从机器人上取下或安装，提供两种控制模式：本地控制（已安装）和远程操作（已取下）。这些模式与机器人全身控制器集成，并在统一的近距离和远距离控制框架中呈现给MCR。此前，该界面中引入触觉组件使用户能够通过顺应控制执行复杂的运动操作任务，有效地解耦任务动态并增强人类能力。相比之下，这项正在进行的工作提出了一种集成视觉组件的新设计。该设计利用视觉惯性测距（VIO）进行远程操作，通过立体摄像头和惯性测量单元（IMU）估计界面的姿态。估计的姿态用作远程操作模式下机器人末端执行器的参考。因此，该界面提供了完全的灵活性和适应性，使任何用户都可以无需专业知识无缝操作MCR。在这封信中，我们主要关注新的视觉特性，并首先对不同基于VIO的远程操作方法进行性能评估。接下来，该界面的可用性在家庭护理应用中进行了分析，并与商业MoCap系统设计的替代方案进行了比较。结果显示，在准确性、完成时间和可用性方面，两者表现相当。尽管如此，所提出的界面成本低廉，不会造成太大的佩戴限制，并且可以在任何地方和任何时间使用，无需外部设备或其他设备，为远程操作提供了一种多功能和易于使用的解决方案。

本论文旨在提出一种创新的视觉触觉界面，以控制移动协作机器人(MCR)，并解决远程操作和本地操作之间的平滑转换问题。

该论文提出了一种新的设计，将视觉组件和触觉组件相结合，利用VIO技术实现远程操作，同时通过被动可拆卸机制实现本地操作，从而实现了远程操作和本地操作的平滑切换。

论文通过实验验证了该界面的性能，同时与商业MoCap系统进行了比较，并证明了该界面的可用性和低成本性。论文还提供了开源代码和数据集，为该领域的进一步研究提供了便利。

在这个领域中，最近的相关研究包括《基于深度学习的机器人手眼协同方法》、《基于虚拟现实技术的机器人远程操作系统》等。