基于Internet的機器人遙操作系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、基于Internet的機器人遙操作是一項綜合性網(wǎng)絡應用，在底層控制上屬于閉環(huán)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)研究的范疇，在體系結構上體現(xiàn)了離散事件系統(tǒng)的特點，在遙操作的策略上需要對網(wǎng)絡性能和控制器設計進行綜合考慮。本文圍繞在Internet環(huán)境下進行機器人遙操作所面臨的網(wǎng)絡不定時延、穩(wěn)定性控制和視覺臨場感問題進行了以下幾個方面的研究： 1．基于Internet的機器人遙操作系統(tǒng)體系結構的研究。分析了國內(nèi)外遙操作機器人技術的發(fā)展歷程，對現(xiàn)有的遙操作系

2、統(tǒng)的組織體系結構和控制策略進行了深入的探討和總結：采用基于事件/時間驅(qū)動的監(jiān)督控制方法作為遙操作系統(tǒng)的控制方案，并在此基礎上設計了以監(jiān)督控制器和基于虛擬現(xiàn)實的預測仿真為核心的遙操作系統(tǒng)的控制模型。根據(jù)控制模型定義了各個子系統(tǒng)的功能和作用。 2．監(jiān)督控制器的設計和實現(xiàn)。將基于Internet的遙操作過程看作是離散事件動態(tài)系統(tǒng)對連續(xù)變量動態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)督控制過程，采用Petri網(wǎng)為描述工具建立了監(jiān)督控制器的模型：在監(jiān)督控制器中，采用實時

3、最小方差預測算法(LMSE)作為機器人局部自主運動的線性預測模型。 3．基于虛擬現(xiàn)實的視覺臨場感的研究和實現(xiàn)。以SIASUN RH6-A 工業(yè)機器人為對象，應用 Denavit-Hartenberg法建立了該機器人的運動學方程，在Windows平臺上使用VC++和OpenGL圖形庫，建立了包括該機器人延時模型和預測模型的仿真環(huán)境；仿真環(huán)境中的機器人模型與真實機器人具有相同的參數(shù)且各自由度之間相互獨立，能夠?qū)崿F(xiàn)獨立控制并對外提供控

4、制接口；另外，操作者可以通過變換仿真環(huán)境的圖形窗口視角，從不同角度觀測遙操作運行結果。 4．機器人遙操作通訊協(xié)議的定義和實現(xiàn)?；赥CP/IP協(xié)議棧在應用層上設計了機器人遙操作通訊協(xié)議，并且根據(jù)協(xié)議實現(xiàn)了客戶端和監(jiān)督控制器之間的通訊和控制；基于ⅡOP協(xié)議在監(jiān)督控制器和機器人之間采用CORBA技術進行通訊和控制。 5．基于Internet的機器人遙操作系統(tǒng)的構建和實驗。建立了一套基于Internet的機器人遙操作系統(tǒng)的軟件