医用机器人视频传输与遥操作控制研究

本文主要研究了一种新颖的半自主医用服务机器人,并着重阐述了其视频传输系统和遥操作控制系统的实现.其中视频传输系统采用MJPEG视频编码器对视频进行编解码,实现了对机器人现场视频的实时采集、编码、传输和播放;遥操作控制系统则利用操纵杆实现对机器人的无线实时控制.实验验证了视频传输系统和遥操作控制系统的可行性和有效性.     

基于WingMan Force操纵杆的移动机器人遥操作

构建了基于网络通信的遥操作系统,通过人机交互界面完成终端对移动机器人的遥控操作。考虑到视频信息形式单一,在移动机器人遥操作系统中采用WingManStrikeForce3D操纵杆为操作者提供与机器人周围环境相匹配的力信息以提高操作的可靠性。利用Visualc++6.0进行编程,采用DirectInput组件实现操纵杆与上位机之间的连接。实验表明,带有力反馈的遥操作在移动机器人越障等实际作业中有效可行。     

一种基于用户意图建模的Internet移动机器人控制方法

Internet上数据传输存在的不确定性时延,使得遥操作的网络机器人无法及时完成远程操作者期望的动作．提出一种新的方法,即对用户意图进行建模,通过移动机器人的自主性来补偿不确定时延对系统性能造成的影响．在对用户操作机器人的意图建立模型后,利用贝叶斯技术对用户意图进行渐进推断,从而使得机器人能够识别用户赋予的任务,并自主地执行该任务,而无需与用户频繁交互．这大大减少了数据传输、提高了整个控制系统的效率．实验结果证明了所提方法的有效性和可行性．     

双曲面折反射全景图像的柱面解算研究

折反射全景视觉导航是自主移动机器人研究领域一项新兴技术,但由该视觉传感器生成的原始图像是严重畸变的,不适合机器人的目标定位和跟踪等任务。基于此,提出一种全景图像中心定位方法,将双线性内插值法应用于图像的采样,实现双曲面折反射全景图像的柱面还原解算。实验结果显示,还原后的图像人机交互性能有一定的提高。     

基于Agent的网络遥操作机器人系统控制研究

为了充分发挥智能机器人的自主性和人的主观能动性,实现通过网络遥操作非结构化环境下的智能机器人,提出了一种基于Agent的网络遥操作机器人控制系统结构,分析了控制系统中各部分的功能,给出了系统中各个Agent的实现方法。该控制方法已通过仿人形机器人的遥操作控制实验得到了验证。     

基于视觉临场感的机器人遥操作全景环境构建

针对基于视觉临场感机器人遥操作全景环境构建过程中存在的问题,分析比较了目前全景环境构建方法存在的不足,并提出了基于图像灰度特征矢量和最大匹配度的全景图像拼接方法.实验表明该方法能够很好地满足机器人遥操作过程中虚拟环境构建的要求,并具有很好的鲁棒性.     

配网带电作业机器人的人机共融控制系统设计

提出了一种用于配电网机器人作业的共融控制系统,该系统具有动态的控制权重分配以实现遥操作和自主导航的切换。系统赋予了本地操作员最高的控制权限,本地端手柄设备实时检测用户的输入力,其结果用于生成机器人自主性和用户远程控制的权重。控制系统可以确保专业操作员和机器人自主的两个命令的同步,并将它们结合起来确定远程机器人的运动。在实验室构建的机器人平台上的实验结果表明了该方法的有效性。通过多组跟踪目标点实验进行了测试,以比较纯手动远程控制和所提出的融合控制方法的综合性能。实验结果表明,与纯手动控制相比,人机共融控制器提高了跟踪的成功率和效率。     

一种基于轨迹分布模式的网络机器人用户意图识别方法

在Internet移动机器人遥操作系统中,网络本身的不确定性是影响系统性能和用户操作效果的一个重要因素。提出了一种新的基于轨迹分布模式的方法,能对用户意图进行建模和识别,利用网络机器人的本身的自主性削弱网络不确定性给系统带来的不良影响。通过实验验证,发现这种方法能够较好地识别出用户的控制意图,并根据识别结果自主执行用户期望完成的任务,从而改善了用户的操作体验和机器人接受用户操作的表现,提高了遥操作系统的效率。     

基于双目视觉反馈遥操作的配网带电作业机器人设计与实验

配网带电作业机器人可使操作人员远离危险环境,保障人员安全,减轻操作人员劳动强度,提高带电作业工作效率,具有广阔的应用前景。设计研制了一种基于双目视觉反馈遥操作的配网带电作业机器人,采用全景视觉虚拟现实技术实现沉浸式视觉反馈,采用两个六自由度遥操作手柄进行双臂机器人的精准遥操作控制。实验表明,采用双目视觉反馈遥操作控制结合自动在线工具更换等自主控制,可完成诸如带电接火等复杂配网作业功能。     

基于网络的力觉临场感的实现

文章利用游戏杆装置进行了遥操作机器人的力反馈控制。控制的关键是如何正确地描述移动机器人与环境之间的作用力,使之正确地反映给远端的操作者,从而有效地完成控制。本文利用“弹簧-阻尼器”系统模型来描述力,并将其映射到游戏杆上,变成操纵方向的约束力。通过采用微软公司的带有力反馈的操纵杆作为力觉提示装置控制移动机器人小车在非结构化环境下顺利运行,验证了力反馈描述方法的有效性。     

基于WiFi的远程目标跟踪系统设计

提出了远程目标跟踪系统的概念并实现一种远程目标跟踪系统.系统主要分为移动机器人端和远程服务器端,主要功能是移动机器人通过USB摄像头采集到实时现场视频,将实时采集到的现场视频从YUV格式硬编码为H.264格式,再通过WiFi传出给远程服务器,服务器将接收到的视频流解码并对指定目标进行跟踪算法处理后控制移动机器人追踪目标.实验结果表明:该系统可以有效实现远程的目标跟踪,验证了该设计的可行性.     

基于无线局域网的移动机器人远程控制系统

针对Pioneer3-AT移动机器人的特点,基于无线局域网设计并实现了一种移动机器人远程控制系统。简要介绍了系统的工作原理及移动机器人的体系结构,给出系统服务器和客户端程序的实现流程,最后,通过实际客户端操作实现了移动机器人的远程运动控制、轨迹跟踪以及现场图像信息实时传输显示。     

基于P2P的移动机器人远程控制系统

将机器人远程控制技术与Internet相结合,引入NAT穿越技术,设计一种基于P2P结构的机器人远程控制方案,并在模拟广域网环境下,搭建P2P移动机器人远程控制系统平台。系统实现对移动机器人的远程P2P控制,将移动机器人反馈的视频数据加以显示,有效利用有限的带宽资源,扩大远程控制端对机器人的控制范围。运行及时延测试结果表明,该系统具有较好的通用性与实时性。     

基于CAN总线的远程遥控式移动机器人系统设计

根据远程遥控的要求,基于CAN总线设计了遥控式移动机器人控制系统。分析了移动机器人的总体结构,给出了系统的硬件电路,根据实际要求制定了CAN总线应用层协议,并设计了上下位机的系统软件。由于采用CAN总线,使系统运行平稳、高效,能够满足作业现场的实际要求。     

基于树莓派的无线遥控移动机器人设计及运动控制

本文设计并开发了一种基于树莓派的无线遥控移动机器人,机器人使用手机作为控制端,控制系统以树莓派作为核心控制器,采用Python语言进行程序开发,机器人拥有小车底盘、电机驱动、机械臂、舵机驱动和超声波测距等多个功能模块。系统通过Wi-Fi实现了机器人与手机之间的信息交互,操作者可以无线远程遥控来实现机器人的移动、避障和物体抓取。     

Localization along routes,based upon iconic and Global Positioning System information in large-scale outdoor environments

This paper proposes a method of robot navigation in outdoor environments based upon panoramic view and Global Positioning System (GPS) information. Our system is equipped with a GPS navigator and a camera. The route scene can be described by three-dimensional objects extracted as landmarks from panoramic representations. For an environment having limited routes, a two-dimensional map can be made based upon routes scenes, assuming that the topological relation of routes at intersections is known. By using GPS information, the global position of a mobile robot can be known, and a coarse-to-fine method is used to generate an outdoor environment map and locate a mobile robot. First, a robot finds its approximate position based on the GPS information. Then, it identifies its location from the image information. Experimental results in outdoor environments are given.     

Teleoperation of Mobile Robots With Time-Varying Delay

This paper proposes a stable control scheme for teleoperation of mobile robots with visual feedback in presence of time-varying delay. The proposed control scheme is based on using a model of the human operator to combine (on the remote site) the velocity command generated by the human operator in a delayed time instant, the received information (which stimulates the operator) in such moment, and the current state of the remote site to set the velocity reference, which is applied to the mobile robot. In addition, the proposed control scheme does not modify the information sent from the remote site to the local site. On the other hand, the proposed scheme uses estimated parameters of the human operator and a fictitious force, which is calculated using data fusion from ultrasonic sensors and optical flow field taken from panoramic images. To illustrate the performance and stability of the proposed control structure, several teleoperation experiments between Argentina and Brazil linked via Internet are shown.     

基于JAVA-互联网环境的移动机器人远程操作接口

以互联网为应用环境，开发了一个基于B／S模式的移动机器人远程操作控制接口，系统包括浏览器接口管理和服务器端操作接口管理两部分，采用JAVA Applet的技术，通过合理设计服务器端网页控制和JAVA程序，实现机器人状态、图像监视和直接行为控制以及路径设定控制。     

一种基于USB接口的移动机器人运动控制系统

由于基于PCI或ISA接口的传统运动伺服板必须配合台式计算机使用,其占用空间和功耗较大,不适合应用于小型移动设备。因此,本文提出了一种新型的基于通用串行总线通讯的运动控制系统。并以其在“机器人世界杯(RoboCup)”中型组轮式移动机器人上的应用为例,介绍了该系统的硬件实现和软件结构。实验证明该系统体积小,功耗低,运行可靠稳定,通讯速率高,适用性强,不仅可用于移动机器人,还可用在一般的工业伺服控制中。     

自主柔性变形蛇形机器人控制系统设计

针对搜救机器人对多信息获取与处理、远程监控与运动控制的实时高性能需求,设计了以ARM微处理器STM32为核心、多传感器融合的自主柔性变形蛇形机器人控制系统,实现了机器人的远程监控与运动控制、多传感器环境信息采集等功能。整个控制系统具有良好的扩展性、硬件可裁剪性。通过模拟灾难废墟场景实验,结果表明：蛇形机器人控制系统可实现多信息的实时准确无线通信,在不同的环境中,具有良好的多步态运动稳定性和自主移动性能。