基于Internet的实时遥操作移动机器人系统

为抵消网络可变时延对遥操作系统的影响,基于一种新的改进型Smith预估器,构建了预估控制下的网络实时遥操作移动机器人系统.该系统根据主、从端传感器交换的信息,通过动态模型管理器及其算法,保证了主、从端模型的一致性.文中根据端到端数据包多个到达的特性,提出了新的时延缓冲器管理算法,从而更好地将可变时延转化为常时延.为了增强系统控制的实时性,系统中还引入了模型的虚拟显示.长距离的网络遥操作实验验证了文中系统和控制策略的实用性及有效性.     

智能控制及移动机器人研究进展

在探讨自动控制面临的机遇和挑战的基础上, 简介智能控制的产生背景和发展过程, 认为发展自动控制的一条重要出路就是实现控制系统的智能化;结合正在进行的未知环境下移动机器人导航控制研究课题, 讨论了智能移动机器人研究的某些进展, 涉及移动机器人控制系统的结构、环境建模、路径规划及故障诊断等;概述智能控制的研究领域, 包括智能机器人规划与控制、生产过程的智能监控、自动加工系统的智能控制、智能故障检测与诊断、飞行器的智能控制和医疗过程智能控制等, 并提出智能控制有待进一步研究的若干问题. 该研究有助于了解智能控制及智能机器人的研究和应用.     

路径预设的移动机器人设计

 为实现具有环境自适应能力的全方位移动的机器人,分析了当前移动机器人运动路径规划中存在的问题,提出一种路径预设移动机器人的设计方案。该系统由移动机器人和无线遥控器两个部分组成,采用霍尔传感器、红外避障传感器和电子指南针等多种传感器的融合,实现移动机器人的精确移动、路径学习和信息存储。从记录模式和移动模式两个方面阐述了系统工作流程。调试结果表明,设计提出的移动机器人能搭载各种设备,完成按预设路径移动并反向返回的功能,适于在智能家居等环境中进行监控采集等应用。     

Android平台远程视频监控系统的设计与实现

基于Android平台,设计一套远程视频监控系统.该系统由客户端和远程端构成,客户端基于Android平台的Socket通信、界面绘制、MJPEG视频解析等技术开发;远程端通过ARM9硬件系统采集处理图像、发送视频数据、接收并执行指令等.对该系统进行测试,结果表明,用户使用客户端可以实时视频监视远程端周边环境,通过图形界面遥控远程端机械载体;远程端能够采集视频回传至客户端,并根据客户端指令移动位置、变换视角.系统对无线网络适应能力较强、监控界面方便友好、可扩展性较高,能满足远程视频监控需求.     

基于Web的自主式移动机器人的调试仿真环境

提出了一种采用浏览器／服务端和客户端／服务端混合结构的机器人调试与仿真环境。该环境部分采用了网页技术，适用于调试和仿真多智能主体系统结构的自主移动机器人．在介绍其组成结构的基础上，详细分析了自主移动机器人调试和仿真的结构，讨论了在实时在线监控、离线数据回放、模拟仿真、真实数据仿真等几种情况下的工作模式及作用．实验结果表明，该调试仿真环境能有效地对自主移动机器人进行监控、跟踪、记录、调试、仿真，在实际项目开发中提高了系统的开发效率，缩短了开发周期．     

基于手机App的植物生长环境实时监控系统设计

针对植物生长环境温湿度监控难的问题,设计了一款可以远程实时监控空气温湿度和土壤湿度的系统.该系统采用STM32F103C8T6单片机作为微处理器,通过温湿度传感器采集空气温湿度和土壤湿度,再利用Wi-Fi模块将采集的数据上传到手机端,手机端App将数据传送到云端服务器,从而实现环境温湿度远程实时监控.仿真实验结果显示,监控系统实时性强、智能性高,符合农业生产中植物生长环境温湿度控制要求.     

基于Arduino 模块化机器人视觉系统的研究与设计

基于视觉系统的移动机器人是近年来机器人研究领域的热点,机器人视觉在自动化生产中也变得越来越重要.本文以移动机器人为载体,重点研究并设计了一套移动机器人视觉系统,以视觉系统在移动机器人中的应用为主线,简单介绍了视觉系统中摄像机标定,着重阐述视觉系统对目标的识别与定位以及视觉系统在移动机器人的应用.文中所设计的移动机器人采用Arduino MEGA2560单片机作为主控芯片,负责测距传感器数据采集、定位传感器位置确定、视觉系统伺服控制、驱动电机以及驱动舵机转向等.试验验证移动机器人能准确的运动到目标物体位置,很好的完成既定的任务,移动机器人的视觉系统有效可靠.     

嵌入式DaVinci平台视频服务器的设计

从软件工程层面分析了嵌入式SoC达芬奇平台的硬件系统、架构和组件技术,介绍了达芬奇软件资源、操作系统移植、流媒体应用系统搭建以及嵌入式中间件的概念,提出了利用达芬奇架构和H.264算法组件设计一个高质量、低成本的基于SIP的流媒体传输系统的方法,详细阐述了现场端嵌入式系统的硬件设计和监控中心软件的实现.嵌入式视频服务器在网络和远程视频监控中得到了较好的应用,与传统的视频监控系统相比较,该方案具有成本低、体积小、稳定性好、可靠度高等优点.     

移动机器人分布式控制系统的设计

针对自行研制的移动机器人(IMR01)设计并实现了一个分布式控制系统. IMR01采用激光雷达平台、多视觉系统作为环境感知器. 利用2-D平面扫描的激光测距传感器, 通过传感器平台俯仰与水平的转动实现在3-D环境感知, 建立地形的高度图以分析可行区域与障碍区域. 利用光纤陀螺仪、倾角仪及里程计等传感器构建移动机器人航向制导系统. 控制系统基于多系统集成的低功耗工控机(IPC), 在硬件上具有良好的扩展性能;通过无线网桥实现车载局域网与实验室监控系统的通讯. 分布式控制系统通过异构Agent间的协作实现复杂环境下的感知与导航控制.     

数控机床分布式监控系统通信接口设计

针对数控机床分布式监控系统,基于层次化、模块化的监控系统软件结构,设计了一种满足分布式结构的数控机床监控系统通信接口,有利于监控系统软件扩展与兼容性;同时,采用数据命令、变量ID与变量参数库组成数据表的方式,设计了一种数据传输与解析方式,实现了监控系统端与数控机床端应用层的数据快速定位、传输与解析.将所设计通信接口应用于华中DNC-11的数控机床监控系统中,通过监控数据快速、稳定、可靠的传输,实现了数控机床运行状态的监控,验证了本文设计的有效性.     

一种自主移动机器人智能导航控制系统设计

提出一种实用的自主移动机器人智能导航控制方案,以研制的模型样机HN-9为例,阐述了其具体实现技术.机器人采用扫描式超声波实现作业环境的探测,基于码盘和电子罗盘的组合导航子系统实现定位估计,利用模糊决策子系统产生反应式智能导航控制行为.仿真实验及模型样机的实际运行效果验证了该系统构成的可行性.这种模块化的低成本设计方案便于在移动机器人的嵌入式控制系统上实现,便于对已有移动机器人系统进行改造以实现自主导航功能,用以提高操作机动性与可靠性.     

双臂作业型智能服务机器人的研制

论述了移动式双臂作业型智能服务机器人的总体设计思想 ,并对该机器人的一些关键技术 ,如新型全方位移动机构、七自由度机器人作业手臂和多传感器信息融合的机器人路径规划等问题进行了分析 ,给出了移动机器人的系统控制方案 .     

递阶式虚拟结构非完整机器人的编队控制

提出一种递阶虚拟结构编队控制方法,将机器人编队按空间分布划分为簇,并定义某段时间内该簇(虚拟结构)的参考轨迹,将虚拟结构的运动转化为各机器人的期望轨迹,然后基于反步思想,并通过设计移动机器人误差跟踪系统的Lyapunov函数来设计动态反馈控制器,实现了对参考轨迹的全局渐近跟踪.最后通过对给定直线和圆轨迹的编队跟踪试验,验证了该控制策略的有效性.     

基于无线通讯的移动机器人远程控制系统的设计和实现

介绍了一种机器人远程控制系统的设计和实现方法,通过远程主机和机器人之间通讯的反馈控制和指令校验的方式,保证对机器人的可靠控制。该系统可以实现对机器人行走路径任务的管理和下发,使移动机器人可以全自动运行。     

行走机器人高精度视觉系统

 本系统是为行走机器人研制的高精度视觉系统,具备双重指令确认功能,不仅大大提高了操作的安全可靠程度,同时为机器人操作的控制精度提供了必要的保证,可使机器人从x,y,z三维空间中自动搜寻目标,准确无误地进行操作.     

采用模糊免疫PID控制的移动机器人避障误差仿真研究

当前,移动机器人运动规划路径较长,实际运动轨迹与理论运动轨迹误差较大。对此,设计了移动机器人模糊免疫PID控制系统,并对控制系统输出误差进行仿真验证。建立移动机器人平面简图,给出机器人运动方程式,采用平面栅格来描述机器人运动规划路径。引用传统PID控制器并进行改进,设计了模糊免疫PID控制系统,给出了移动机器人PID控制输出系统在线调节流程。采用MATLAB软件对机器人输出误差进行仿真,比较PID控制和模糊免疫PID控制输出误差大小。结果显示:移动机器人采用传统PID控制系统,稳定调节时间为1.0 s,产生的最大误差为0.83 mm,系统输出误差较大;移动机器人采用模糊免疫PID控制系统,稳定调节时间为0.5 s,产生的最大误差为0.59 mm,系统输出误差较小。移动机器人采用模糊免疫PID控制系统,响应速度快,追踪误差较小,从而提高系统的稳定性。     

自由漂浮双臂空间机器人关节空间轨迹跟踪的变结构滑模控制

利用多刚体系统动力学的方法对载体位置、姿态均不受控制的浮动基双臂空间机器人系统的运动学、动力学作了分析,并结合系统的动量守恒及动量矩守恒关系建立了系统的动力学方程.以此为基础,对双臂空间机器人关节追踪关节空间期望轨迹的控制问题作了研究.考虑到双臂空间机器人系统的结构复杂性及某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的变结构滑模控制理论,设计了轨迹跟踪控制的变结构滑模控制方案.此控制方案的优点在于:在操作过程中不需要对双臂空间机器人载体的位置、姿态进行主动控制,因此将大大减少位置、姿态控制装置的燃料消耗.通过对该机器人系统的仿真计算,证实了文中提出的变结构滑模控制方案的有效性.     

非结构型不确定性机器人的鲁棒控制

本文研究具有非结构型不确定性机器人的鲁棒控制问题，提出了一种新的鲁棒控制方案。控制器由两部分组成：第一部分为基于标称模型设计的计算力矩控制器；第一部分为基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法设计的鲁棒补偿控制器，其作用是消除不确定性对跟踪性能的影响．本文证明了闭环系统的全局收敛性、仿真结果表明本方法对于存在外扰和模型不确定性的机器人系统是十分有效的。     

基于在线图搜索的移动机器人遍历运动规划

提出了用于移动机器人完全遍历运动规划的基于改进的Node Counting在线图搜索方法。通过扩大遍历时的局部搜索空间,加快了对移动机器人工作空间的搜索。该方法的搜索效率明显优于Node Counting。给出了仿真系统主要模块的设计,并采用Java语言编制相应的仿真程序。仿真实验表明:基于改进的Node Counting在线图搜索具有良好的遍历性能,同时在遭到机器人被"绑架"或信息素被破坏等情况时,算法仍具有较好的鲁棒性。     

ARM嵌入式系统在移动机器人中的应用

ARM—Linux嵌入式系统具有通常的软硬件结构,它为整个系统提供了嵌入式计算和接口的能力。在ARM嵌入式系统嵌入式计算和接口能力的基础上增加传感部件和运动控制部件,并辅助相应的驱动软件和应用软件设计,可以较为方便地组成移动机器人系统,并实现移动机器人传感和控制等较为智能化的功能。以ARM嵌入式系统为核心的智能移动机器人系统计算能力强,系统能力扩展空间大,软件开发分层管理。