基于网络的机器人远程控制系统实现与研究

实现了一个基于网络的机器人远程控制系统,操作者通过网络传输的现场图像实现对机器人的远程监控。文中对局域网内的网络时延分布和时延对机器人网络控制的影响进行了实验研究。实际运行表明该系统在通常的网络负荷下可以可靠地为客户提供远程机器人访问服务。     

网络控制机器人图像传输与处理系统设计

网络控制机器人是把网络技术和机器人技术融合起来,通过网络实现对机器人的控制。视觉信息在网控机器人中具有重要的作用。文章提出网控机器人图像传输与处理的系统设计,实现现场信息网络传输以及在客户端进行测量等图像处理。     

履带式移动机器人远程控制的实现

介绍了通过Internet对履带式移动机器人进行远程控制的客户端-服务器端系统.构建了基于TCP/IP的机器人远程通讯协议,并采用了一种先进的视频传输技术实现了图像的实时传输,从而实现了履带式机器人的远程实时通讯和控制.     

基于虚拟现实的MOTOMAN-HP3型机器人运动学仿真

根据首钢莫托曼MOTOMAN-HP3型机器人的特点,设计了基于客户端/服务器端的分布式网络控制结构和D-H坐标下的运动学求解方程,采用Solidworks-VRML方法建立虚拟模型,结合机器人运动学和虚拟现实工具箱,构建了基于虚拟现实的MOTOMAN-HP3型机器人运动学仿真系统,实现了机器人的远程控制。     

广义预测控制方法在网络遥操作机器人系统中的应用

Internet网络的时变时延及网络数据丢包严重影响了遥操作机器人系统的操作性能,甚至造成系统不稳定.为了解决这一问题,提出一种新的基于Intcrnet的遥操作机器人系统控制结构.通过在主端对给定信息加入时间标签获得过去的系统回路时延,采用多元线性回归算法,预测下一时刻系统回路时延,然后在从端设计一个广义预测控制器控制远端机器人,从而改善时变时延对系统性能的影响.应用广义预测控制器产生的冗余控制信息,降低了网络数据丢包对系统的影响.最后根据预测控制稳定性定理,推导出系统的稳定性条件.仿真试验结果表明,该方法能有效解决时变时延以及网络数据丢包引起的性能下降问题.     

基于数据手套驱动的虚拟机器人操作技术

虚拟机器人是机器人遥操作系统基本框架中不可或缺的一部分 ,是解决信号传输中的大时延 ,实现预测显示技术的关键之一。本文首先分析了引起时延的各种因素 ,提出采用预测预演控制方式结合虚拟现实的人机交互方法进行控制可以解决时延对系统可操作性的影响 ,同时探讨了利用数据手套实现虚拟机器人的操作技术 ,试图寻找一种更自然、更易让人接受的虚拟机器人控制方式 ,建立了一套基于数据手套驱动的虚拟机器人Puma5 6 0操作实验系统。实验结果表明 ,通过数据手套的手势输入和识别 ,可以实现操作者对虚拟机器人方便快捷的操作控制 ,是一种人性化的人机交互方法。     

智能内窥机器人系统远程诊疗初探

基于网络控制的机器人系统是机器人发展的重要方向之一,描述了基于网络控制的内窥诊疗机器人系统的体系结构,组成模块及其功能,在此基础上研究了在考虑到网络时延的条件下的内窥诊疗机器人的控制方式,介绍了网络通信程序的架构形式,以及网络通信中的通信数据的结构协议.本研究的初步探索是智能内窥机器人系统实现远程诊疗的基础.     

基于Android的清洁机器人远程控制系统

根据目前清洁机器人远程控制存在的一些问题,提出了一种基于Android的远程控制系统。不同的功能对系统延时性要求不同,该系统将清洁机器人的功能进行分类。根据分类的不同,采用TCP和UDP传输协议相结合的方案,在使用不同的功能时采用不同的传输协议,有效地提高了清洁机器人远程控制的可靠性。另外,在家时客户端软件可以通过WIFI直连直接控制清洁机器人,代替了遥控器的功能。     

基于嵌入式系统的网络视频监控系统设计

为了解决传统视频监控系统存在的诸多问题,提出了一种基于嵌入式Linux远程视频监控系统。系统以嵌入式Linux和控制器S3C2440为核心平台,通过嵌入式平台建立Web服务器Boa和视频服务器,利用基于TCP/IP的socket编程实现网络通信,将USB摄像头采集的图像数据进行压缩并通过网络传输传送到视频服务器客户端。客户端可接收连续帧图像并完成显示,用户可通过浏览器、手机端实现远程监控。测试结果表明:该网络视频监控系统稳定可靠,图像实时准确。     

应用智能代理的移动机器人网络控制系统

针对互联网的传输特点,提出了机器人远程控制的可行性方案,构建了基于互联网的机器人的远程控制系统。通过对智能代理特点分析、功能及逻辑结构设计,建立了移动机器人网络智能代理系统。利用基于Java的J2EE组件技术实现了网络控制系统及与机器人控制系统的无缝对接。该网络控制系统适于不同的远程用户对机器人的进行控制,系统具有易用性、自主性和平台无关等特点。     

大时延环境下的虚拟现实临场感遥操作系统

系统地讨论了基于虚拟现实技术的机器人无线遥控系统,并以液压伺服驱动的工程机器人为研究对象,搭建了具有临场感的机器人遥操作平台.针对遥操作中普遍存在的时延问题,采取视频监控与虚拟现实相结合的技术,通过在控制回路中引入仿真机器人和虚拟环境来解决.基于虚拟现实的遥操作,操作人员直接面向虚拟场景中的图形机器人来完成遥控作业任务,而现场端的视频信息反馈只起到辅助监控的目的,这样就可以利用图形机器人对操作者输入指令的即时响应来避开底层通讯时延的影响,现场机器人的动作是经过一定时间延迟后图形机器人运动的再现.实验表明,本系统可以较好地实现大时延遥操作中的临场感作业.     

基于GSM的远程环境监控系统

介绍利用GSM无线通信技术和中心监控计算机构成的远程环境监控管理系统。通过无线模块发送和接收短消息以实现对现场设备的监控,在环境自动监控点和中心站之间建立GPRS无线网络,解决了移动作业环境信息存储和移动测量不便的问题。利用系统可完成对现场设备的实时数据采集、远程无线数据传输与监控等功能。实验表明:该系统是可行的,在现有的移动通讯网络覆盖的区域内,可以达到控制要求。     

基于GPRS网络的家用安防机器人远程通信系统

为实现安防机器人远程通信功能,将J2ME技术、互联网Web技术、移动无线网络和简单邮件传输协议(SMTP)技术应用到家用安防机器人远程通信功能系统中,提出了通过服务端发送邮件的方式实现远程通信的方法.开发了一种基于J2ME技术和GPRS无线网络的安防机器人远程通信系统.首先开展了该系统的总体框架及功能模块分析,然后详细...     

基于无线通信公网的移动机器人远程监控系统

目前的移动机器人远程监控系统中,普遍采用的无线以太网通信方式存在着网络覆盖范围较小的不足。为了弥补这一点,本文提出并实现了一种利用无线GPRS/CDMA公共通信网络架构远程监控系统的扩展方法。该方法具有组网成本低、不受距离限制等优点,适用于移动机器人的大范围远程监控。文中对GPRS/CDMA无线应用的内网联网组网方案和基于Linux操作系统的接入方式进行了讨论,并通过实验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于网络的机械臂远程控制平台设计与时延补偿

随着网络传输中不确定时延研究的深入,使基于网络的远程控制系统的应用成为可能.采用Winsock API,在Windows系统中设计并实现了具有绘图功能的二自由度机械臂系统基于网络的远程控制平台,通过在单条指令循环环境下考虑网络时延对系统同步的影响,设计了相应的同步补偿算法并验证了其有效性.提出等效时延的概念和时延分离补偿思想,以及对不同情况下机械臂系统性能的改进方案.该平台的设计思路对于其他机器人远程控制系统具有借鉴意义.     

基于Android平台的移动机器人远程控制系统

针对目前移动智能终端性能的不断攀升及WiFi技术的迅速发展,结合机器人远程控制的对移动平台的需求,提出了一种移动机器人远程控制的新思路,即利用搭载Android平台的移动智能终端,通过无线局域网实现远程控制移动机器人。首先介绍了该远程控制系统的结构,包括服务器、客户端、视频传输模块、运动控制模块及通讯协议。然后描述了系统的具体实现,主要开发了基于Android移动智能终端的客户端及搭载在移动机器人上的服务器。服务器将移动机器人机载摄像头拍摄的路况视频发送给客户端,客户端接收并显示路况视频,操控员根据实时路况视频实现远程控制移动机器人。最后对远程控制系统进行了性能测试。测试结果表明,Android移动智能终端成功接收到移动机器人发送来的视频,并且显示流畅;Android移动终端对移动机器人的控制灵活性较高。     

Laboratory-level telesurgery with industrial robots and haptic devices communicating via the internet

With recent advances in data communications and robotic engineering, surgical robots have evolved into telerobotic surgical platforms that permit surgeons to operate on patients from remote locations using robotic instruments. Even so, telesurgical systems need to be improved by considering haptic sense or force feedback. In this study, a laboratory-level telesurgical system with force feedback was developed using industrial robots and commercial haptic systems operating over the Internet. Telesurgery via high-bandwidth UDP/IP communication was successfully conducted on objects mimicking human organs by the surgical robot system commanded by a surgeon 40 km away. During the test experiment, the surgeon could feel the interaction between the instruments and the tissues. The time delay was less than 45 ms with very little discrepancy between the command of the haptic device and the movement of the robot. This technology is useful for developing a clinically applicable telesurgical robot system that could be used in various emergency situations.     

微创手术机器人远程监控系统设计

远程监控机器人系统能够实现远距离控制本地机器人.它在危险环境作业中具有不可替代的作用.同时在远程医疗中也具有相当广阔的应用前景.为了建立基于互联网的手术机器人远程监控系统,实现控制数据及视频画面的传输,利用Video for Windows(VFW)在机器人端捕捉摄像头视频信号,H.263算法完成视频信号压缩.信息的传送采用Visual Basic6.0的Winsock控件.详细介绍了远程控制结构和控制协议,以及通信两端软件基于Visual Basic6.0的实现.通过对自主设计的手术机器人实验表明,该远程监控方案是可行、有效的.最后展望了远程监控的发展趋势以及本系统需要改进的地方.     

Real-time mobile robot teleoperation via Internet based on predictive control

A remote control system that can control a mobile robot in real time via the internet is proposed. To compensate for the network delay and counteract its impact on the teleoperation system, a predictive control scheme based on the modified Smith predictor proposed is selected. To ensure the stability and transparency of the system, a dynamic model manager is designed based on the information exchange between the sensors at the master and slave sides. To precisely predict the time delay, a new timer synchronization algorithm is proposed. To decrease delay- jitter, a new data buffer scheme is performed. Force feedback and a virtual predictive display are introduced to enhance the real-time efficiency of teleoperation. The usefulness and effectiveness of the proposed method and system are proven by teleoperation experiments via the internet over a long distance.