竞争型遥操作机器人系统的研究

针对军事、反恐等领域遥操作机器人特点,首次系统地提出竞争型机器人遥操作系统的概念,并将其与传统协作型机器人遥操作系统进行比较分析,从而得出竞争型机器人遥操作系统的研究重点和特点．在此基础上,构建了一个基于网络的竞争型机器人对弈系统,为今后该方向的研究提供了新的思路．     

竞争型网络机器人体系结构研究

为了研究适用于强交互竞争型网络机器人系统的通用体系结构,提出并设计了分层的竞争型网络机器人体系结构.在该体系结构中,策略层的职责是识别对手的意图、评估威胁和生成策略.执行层的功能是克服由于观测噪声和时延等因素而造成的系统状态观测的不确定性,以及处理由于对方的敌意行动造成的己方的行动不确定性.物理接口层可将执行层的指令转化为控制机器人的底层命令.设计实现了一种高对抗度的竞争型网络机器人对弈系统——Tele-LightSaber.通过在实际Tele-LightSaber网络机器人平台上的实验,表明了该体系结构的实用性和优越性.     

具有虚拟力觉导引功能的机器人网络遥操作系统

为实现机器人网络遥操作系统中从端机器人和被抓取目标接触前的力觉感知效果,提出了具有虚拟力 觉导引功能的机器人网络遥操作系统控制方法．利用单目视觉技术获得末端执行器相对于被抓取目标的位姿信息, 并将此信息转换为操作者相对敏感的力反馈信息,引导操作者为远端机器人系统提供合适的控制命令,控制机器人 达到期望的位姿．利用手腕相机和人工目标搭建了演示实验系统,并分别进行了机器人位置和姿态遥操作控制实 验．实验结果表明,机器人遥操作系统的可操作性和操作效率有了明显提高．     

竞争型机器人仿真系统设计与实现

为满足竞争型机器人系统Tele-LightSaber (TLS)对竞争博弈算法和相关的视觉伺服控制策略快速验证的要求,本文结合遥击剑TLS实验平台及其作业特点,设计并实现了基于“人机智能和谐分配”的竞争型机器人仿真系统.通过系统配置及离线编程,对实验数据再现并进行误差分析,表明本仿真系统能够较好地模拟实际系统,为TLS...     

虚拟现实辅助机器人遥操作技术研究

本文以水下机器人的遥操作作业为应用背景,提出并实现了虚拟现实技术和视觉感知 信息辅助机器人遥操作实验系统．该系统使用了CAD模型和立体视觉信息完成遥操作机器人 及其作业环境的几何建模和运动学建模,实现了虚拟作业环境的生成和实时动态图形显示． 采用了基于立体视觉的虚拟环境与真实环境的一致性校正、图形图像叠加、作业体与环境位 姿关系建立、基于网络的监控通讯等关键技术．在这个实验系统中,操作人员可利用所生成 的虚拟环境,在多视点、多窗口作业状态图形和图像显示帮助下,实时动态地进行作业观测 与机器人遥操作与运动规划,为先进遥操作机器人系统的实现提供了经验和关键技术．     

面向任务的虚拟环境和人机交互方法研究

基于虚拟现实技术的人机交互方法为面向任务的机器人远程作业研究提供了新的思 想和思路，增强了机器人系统的遥控作业能力．本文对机器人系统中虚拟环境和人机交互方 法研究进行了综述，对虚拟环境中的示教和遥操作进行了评析，并探讨了未来遥操作机器人 系统作业的发展趋势．     

基于ARM核处理器的机器人遥操作系统

针对机器人遥操作控制系统,以嵌入式技术和遥操作为基础,利用Internet实现对远程设备的实时控制,提出一种以嵌入式处理器S3C2410作为机器人服务器、改进型Linux为实时操作系统的嵌入式网络通信系统。该体系结构有效提高了网络化控制系统对实时性的要求,实现机器人控制命令和反馈数据在局域网上的双向传输,完成主从式机器人的网络遥操作。仿真实验结果表明该系统是准确可行的。     

输电线路巡检机器人远程测控系统的研究与实现

开发了一种针对输电线路巡检机器人的新型远程测控系统.该系统通过与机器人本地控制器的实时通信和多线程技术实现机器人姿态监控和机器视觉检测.通过对机器人控制器发送命令和接收数据实现对机器人的人工遥操作;采用Matlab Script节点实现Matlab与LabVIEW混合编程,完成机器人质心和多关节姿态的计算,采用共享数据库方式调用基于Visual Prolog开发的机器人行为规划应用程序,实现机器人姿态自主控制.实验结果表明,该远程测控系统运行可靠,实时性强,具有良好的人机交互能力.     

基于IP QoS技术的网络机器人遥操作研究

针对基于Internet机器人遥操作中存在的问题，结合Internet网络技术的最新发展， 借助IP QoS技术的特点和优势，本文研究并设计了基于集成业务体系结构的网络机器人遥操 作系统．通过分析IP QoS技术和机器人遥操作技术相互结合的可行性与合理性，表明该系统 能够克服目前在Internet遥操作过程中存在的问题并可在未来支持IP QoS技术的Internet中 发挥作用．本文提出了该系统的设计原型及实现方法．     

基于以太网的排爆机器人测控系统设计

针对排爆作业的安全性、稳定性和实时性的要求,设计了一套基于以太网的排爆机器人测控系统.该系统由排爆机器人和遥操作控制器组成,排爆机器人作为服务器,遥操作控制器作为客户端,两者之间通过长距离增强型网线实现以太网通信.客户端对服务器进行请求控制,服务器向客户端提供视频、激光雷达点云数据和其他多种传感器信息,为操作人员提供了重要的环境感知信息.该系统能够准确、实时地完成排爆作业,具有较好的稳定性和可靠性.     

一种机器人嵌入式网络化控制系统体系结构的研究

针对机器人控制系统,探讨了基于串行总线的网络化控制系统的优缺点,提出了一种新的以ARM和FPGA为核心的机器人分布式多CAN总线控制系统体系结构．该体系结构有效地降低了网络化控制系统中对总线带宽的需求,可以实现对控制信息的分级处理和实时的伺服控制．还设计了基于FPGA的多CAN总线控制器,介绍了基于Linux的机器人控制软件体系结构的实现方法．最后,在模块化机器人中的应用表明该网络化控制系统体系结构是可行的．     

面向竞争型网络机器人的运动目标快速检测

搭建了基于高速视觉的竞争型网络机器人系统.通过对比选取并融合了多种识别方法,设计了一套面向竞争型网络机器人的目标快速识别跟踪算法.采用动态窗口技术,并通过对不同传统方法的改进,进一步提高了该算法的实时性.本文方法能够在较复杂的背景下跟踪运动的目标机器人,具有较小的运算量及较好的鲁棒性.实验结果表明,该算法处理640×4...     

移动机器人网络控制系统的输出反馈控制

以线性时不变系统为被控对象,建立了四轮移动机器人网络控制系统的离散数学模型。诱导时延是影响系统性能的关键因素,通过在节点中设置缓冲区的方法可以将网络控制系统中的随机诱导时延转化为确定性时延,从而将网络控制系统由随机系统转化为确定性系统。通过被控对象移动机器人控制实验系统,设计了一个能处理网络诱导时延的输出反馈控制器,分析了采样周期和网络诱导时延对网络控制系统稳定性的影响。仿真结果表明了该控制器和控制策略的正确性及有效性。     

基于Server Push技术的机器人远程控制方法研究

提出了一种基于Server Push技术(服务器推技术)实现的机器人远程控制方法,并利 用该方法建立了一种新型的开放的基于Internet的机器人远程控制系统模型.该模型实现了实 时的远程数据采集及高速的控制信号响应,更适合进行在线实时机器人远程控制.基于该系统, 完成了以六自由度关节机器人为对象的远程控制试验,试验表明该模型系统在信号采集的实时 性、控制指令响应时间等系统参数均优于传统系统.     

机器人控制系统实时性的研究

着重研究了机器人控制系统的实时性提高和改进方法，提出了一种建立在RT－Linux基础上的实时机器人控制系统，文章阐述了将机器人控制器任务进行实时域和非实时域划分的思想，并给出了一个在RT－Linux操作系统下远程机器人实时控制系统实现的例子，最后还比较了在RT－Linux与标准Linux下的性能测试结果。     

基于DSP和CPLD的开放式机器人控制器

设计了一种新型的基于DSP和CPLD的开放式机器人控制器。该控制器以IBM-PC为上位计算机,用一块DSP运动控制卡对PR教学机器人的4个关节运动进行伺服控制,采用PCI总线进行上、下位机之间的通讯,实现双速率运行,较好地实现了机器人的实时控制。同时,在控制卡中采用参数自调整模糊控制算法,以提高系统控制精度和动态性能。实际应用表明,该控制器实现了机器人控制系统的高速率实时控制,增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力,取得了良好的效果。     

基于IEEE1451的机器人网络感知系统研究

机器人所需要的多种传感器和执行器的兼容与接口问题日益突出．为降低建立和维护机器人感知系统的成本与复杂度，提高可靠性，本文基于智能化、网络化的设计思想．借助IEEE 1451智能变送器接口标准和现场总线技术，搭建了一个分布式、开放的机器人网络化感知系统。并针对传感器即插即用和传感器静、动态标定与性能评估等需求，详细介绍了感知系统的软硬件构成与网络接口设计。实测结果表明，系统运行稳定，实时性良好，为机器人实现更高级智能，完成更复杂任务提供了一个可靠的平台。