偵察機器人監(jiān)控系統(tǒng)研制.pdf

1、偵察機器人是用于進入情況不明、人員無法接近或高度危險區(qū)域執(zhí)行偵察任務的機器人，操作員通過人—機器人交互接口監(jiān)視機器人的姿態(tài)和工作狀態(tài)，遠程操縱機器人從事偵察、采樣和處理現(xiàn)場高危性事件等工作。本文重點研究偵察機器人監(jiān)控系統(tǒng)中低帶寬條件下實時可靠無線視頻傳輸、偵察事務規(guī)劃與執(zhí)行系統(tǒng)的實現(xiàn)方法和基于多Agent的監(jiān)控軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。 介紹了半自主核化偵察機器人的功能需求、移動車體的設(shè)計、感知系統(tǒng)的劃分以及建立的機器人的運動模型。描

2、述了一個層次式的、具有模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、局部智能等特點的電子系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和一個融合層次式控制體系與基于行為的控制體系優(yōu)點的混合式半自主偵察機器人體系結(jié)構(gòu)。 針對無線傳輸帶寬窄的限制及無線網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性，在綜合考慮視頻傳輸系統(tǒng)中的視頻采集、視頻壓縮、數(shù)據(jù)打包、視頻傳輸、視頻解碼等環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，提出了一個網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應的基于H．264編碼的實時可靠無線視頻傳輸框架。使用測試表明，實現(xiàn)的視頻傳輸系統(tǒng)能在512Kbps的低無線帶寬上實時可

3、靠地傳輸視頻，獲得較好的QoS。 為了解決操作員在偵察現(xiàn)場需要快速進行事務規(guī)劃的問題，提出了基于圖形化組態(tài)的事務規(guī)劃方法，它可以減輕操作員的工作強度、提高規(guī)劃效率。在抽象層次上，采用RS運算符來描述基于行為的機器人事務。通過實現(xiàn)的圖形化事務規(guī)劃器，操作員在偵察現(xiàn)場只需執(zhí)行鼠標拖曳方式的組態(tài)操作和簡便的行為合成操作即可自動生成基于RS運算符的抽象事務描述，然后下載到機器人端并解釋執(zhí)行。 提出了一個新穎的基于Python的機

4、器人自主事務執(zhí)行系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。自主事務執(zhí)行系統(tǒng)包含事務解釋器和事務執(zhí)行器兩個部分，事務解釋器解釋來自事務規(guī)劃器的抽象事務描述，輸出用Python腳本語言描述的機器人事務，然后交由內(nèi)嵌了Python腳本解釋器的事務執(zhí)行器解釋執(zhí)行，執(zhí)行機制采用了基于行為動態(tài)優(yōu)先級和有限狀態(tài)自動機(FSA)的混合行為協(xié)調(diào)機制。Python腳本語言的良好特性使得機器人行為以腳本文件形式儲存，行為的添加和維護簡便靈活，可通過腳本的組合裝配生成新的行為腳本，使用

5、Python腳本描述的機器人事務無需編譯就可直接調(diào)用運行。測試與仿真結(jié)果表明，實現(xiàn)的系統(tǒng)能夠正確地解釋執(zhí)行事務規(guī)劃器生成的事務描述，系統(tǒng)具有很好的靈活性。 針對半自主核化偵察機器人系統(tǒng)應該具有分布智能、局部自主和開放系統(tǒng)構(gòu)架，提出了基于多Agent的監(jiān)控軟件系統(tǒng)構(gòu)建方法。系統(tǒng)分為機器人接口Agent和人-機器人接口Agent，系統(tǒng)中各Agent通過Agent通信鏈路來進行通信，且遵循C/S交互模型。根據(jù)此交互模型，提出了一個Cl