基于Internet的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于Internet的機(jī)器人遙操作是一項(xiàng)綜合性網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，在底層控制上屬于閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究的范疇，在體系結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)了離散事件系統(tǒng)的特點(diǎn)，在遙操作的策略上需要對網(wǎng)絡(luò)性能和控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮。本文圍繞在Internet環(huán)境下進(jìn)行機(jī)器人遙操作所面臨的網(wǎng)絡(luò)不定時(shí)延、穩(wěn)定性控制和視覺臨場感問題進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究： 1．基于Internet的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的研究。分析了國內(nèi)外遙操作機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展歷程，對現(xiàn)有的遙操作系

2、統(tǒng)的組織體系結(jié)構(gòu)和控制策略進(jìn)行了深入的探討和總結(jié)：采用基于事件/時(shí)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(chǔ)上設(shè)計(jì)了以監(jiān)督控制器和基于虛擬現(xiàn)實(shí)的預(yù)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(gè)子系統(tǒng)的功能和作用。 2．監(jiān)督控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)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(shí)時(shí)

3、最小方差預(yù)測算法(LMSE)作為機(jī)器人局部自主運(yùn)動的線性預(yù)測模型。 3．基于虛擬現(xiàn)實(shí)的視覺臨場感的研究和實(shí)現(xiàn)。以SIASUN RH6-A 工業(yè)機(jī)器人為對象，應(yīng)用 Denavit-Hartenberg法建立了該機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)方程，在Windows平臺上使用VC++和OpenGL圖形庫，建立了包括該機(jī)器人延時(shí)模型和預(yù)測模型的仿真環(huán)境；仿真環(huán)境中的機(jī)器人模型與真實(shí)機(jī)器人具有相同的參數(shù)且各自由度之間相互獨(dú)立，能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)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(yùn)行結(jié)果。 4．機(jī)器人遙操作通訊協(xié)議的定義和實(shí)現(xiàn)。基于TCP/IP協(xié)議棧在應(yīng)用層上設(shè)計(jì)了機(jī)器人遙操作通訊協(xié)議，并且根據(jù)協(xié)議實(shí)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(jī)器人之間采用CORBA技術(shù)進(jìn)行通訊和控制。 5．基于Internet的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的構(gòu)建和實(shí)驗(yàn)。建立了一套基于Internet的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的軟件