周理[1]2004年在《机器人远程监控实验室系统的研制》文中指出通过Internet网络进行机器人的远程监控是机器人控制研究领域一个重要的研究方向。为了开展这一方向的研究，同时为了提高机器人设备的利用率，让学生能通过网络开展异地机器人控制课程实验，中南大学机器人实验室立项研制了两台实验机器人，并且设计出了机器人远程监控实验系统方案。根据该方案实现了机器人远程监控原型系统，用于机器人控制课程实验，并作为智能控制方法和先进控制算法的研究平台。 本文首先研究了传统的基于Web的工业现场监控方案，在此基础上提出基于CORBA和JSP／JavaBean技术的机器人远程监控系统方案，解决传统远程控制结构在可扩展性、通用性等方面的问题，实现了Web技术与CORBA技术在工业控制领域的应用；其次，本论文对SR机器人的PCI通信控制方式和PR机器人的串口通信控制方式进行了详细分析，利用JAVA语言设计和开发了两台机器人在CORBA结构环境下的远程监控软件；本文还对网络的数据传输延迟进行了实际测量，对网络延时对系统性能的影响进行了理论分析，提出了机器人远程监控系统补偿的方法和采样延时处理方法。 在机器人远程监控实验室系统的开发过程中，本论文运用了软件工程方法对系统进行需求分析、概要设计、详细设计和代码实现。还提出了若干能够提高网络性能，保障系统顺利运行的技术，如实时数据库技术、实时数据采集与发布技术和安全保障机制等。
周立友[2]2008年在《基于无线局域网的机器人远程监控系统研究与实现》文中研究指明随着机器人技术的发展,小型地面移动机器人在城市作战、排爆、反恐、消防等领域应用越来越广泛,机器人远程监控系统的研究已经成为当今科研的热点之一,国内外许多科研院所都加强了这方面的研究力度。课题来自南京市科技局的“多用途特殊移动作业机器人”实际工程项目,其主要工作致力于该移动机器人的远程监控系统的分析与设计。首先,论文结合项目的系统要求和技术指标,对多用途特殊移动作业机器人系统的体系结构进行了分析介绍。在比较深入地分析了无线局域网络和机器人远程监控技术的基础上,提出了一套基于无线局域网的机器人远程监控系统方案。其次,对监控系统进行了模块划分和设计。主要分为两大模块:控制命令发送及传感器参数回显模块;图象采集及传输模块。其中前一个模块又分为上位机人机交互界面设计模块、机器人控制指令实现模块及下位机传感器信息无线回传显示模块。后一个模块分为下位机图象压缩流采集模块和无线传输并显示模块,应用到的技术主要有DirectShow和WinSocket。最后,对本监控系统进行了模拟实验。在实验室内构建了基于802.11g、以无线路由器为中心的基础模式的无线局域网络,测试表明在150m内无障碍的空间中数据和视频图像传输满足远程监控的要求。
付二寅[3]2007年在《基于WLAN的移动机器人远程控制系统研究》文中提出随着无线网络通信技术和移动机器人远程控制相关理论的发展,基于无线网络通信的移动机器人远程控制技术成为一个热门的研究和应用领域。它在重工业、农业及服务性行业都富有使用价值,在国内外都有广泛的应用和需求。因此,本文结合实验设备和环境,从提高远程控制系统的实时性出发构建无线局域网,设计一个基于无线局域网的移动机器人远程控制系统。首先,本文建立远程控制系统的基本模型并分析其相关性能因素和远程控制模式;同时分析无线网络通信的相关理论和各种无线网络技术并总结无线局域网的基本属性和无线网络控制的技术要求;在此基础上,进一步研究无线网络通信的工作模型及其软件实现方法,并着重应用套接字进行网络通信编程工作。结合上述分析和具体实验条件,确定了适用于本课题的移动机器人远程控制系统的具体方案。其次,基于具体方案,以移动机器人为控制对象,建立一套移动机器人远程无线控制系统,总体设计远程控制系统的硬件和软件结构;同时在作为服务器端的移动机器人和作为客户端的上位机之间构建无线局域网;在该无线通信网络的基础上,重点对远程无线控制系统中的数据发送、数据接收、语音传输、图像传输、人工控制等软件模块进行代码编写和软件集成工作。最后,为了验证上述远程控制系统的可行性,本文设计一个远程无线控制自动导航小车运送工件的实验。在自动导航小车把数控加工车间生产的工件搬运到相距100米左右的物流车间的过程中,利用在自动导航小车和位于物流车间的客户端之间构建的无线局域网,客户端通过图像的无线传输远程监控小车的工作状态,通过数据或语音指令的无线传输远程控制小车。经实验,本课题设计的基于无线局域网的移动机器人远程控制系统达到了设计的基本要求,在有限范围内能够实现远程控制系统的实时性、可靠性和稳定性要求;而且客户端和服务器端应用程序界面友好、操作容易,形成了移动机器人远程无线控制系统的雏形,为以后系统扩展和软件开发建立了平台。
邓仕钧[4]2012年在《基于WLAN的移动机器人嵌入式远程运动监控系统设计》文中指出随着机器人技术的发展，机器人远程控制技术不仅仅应用在军事等领域，它在日常生活中的应用也日益广泛，特别是在危险环境作业领域具有不可替代的作用,如核辐射环境监测，排爆，太空搜索等。近年来互联网技术飞速发展，其方便，廉价等特点使得网络技术与机器人技术结合成为一个新的研究热点，而嵌入式技术的发展成为两者结合的纽带。论文从嵌入式平台的特点和移动机器人远程控制的功能要求出发，提出了基于嵌入式微处理器和Linux操作系统的移动机器人远程控制的方案。在该方案中，摄像头将采集的图像数据传到微处理器上，经压缩处理后通过无线网络传送到上位机，上位机通过人机交互界面显示图像信息，操作人员根据视频画面判断机器人当前所处的环境并对机器人下达控制指令。研究了移动机器人底层设备在Linux系统中的驱动和移动机器人与远程PC间的网络通讯，通过无线局域网对机器人进行远程控制。搭建了模拟实验平台，对机器人与上位机之间的数据传输和机器人移动控制进行了实验，实验结果表明系统实现了要求的通信与控制功能。由于网络时延的存在对于移动机器人远程控制有着不利影响，文中首先采用BP神经网络预测出时延值，然后利用Smith补偿器弥补网络时延造成的控制误差。仿真实验验证了所采用的控制方法的有效性。本文内容安排如下：首先阐述了本课题的研究背景和意义，对国内外的移动机器人监控技术的发展进行了概述。其次介绍了机器人遥控通信原理和控制技术，讨论了移动机器人硬件设计。然后，分析了交叉编译环境下的程序编写和移植，介绍了驱动与控制程序的设计，以及上位机监控界面设计。第四章介绍了系统实验过程，给出了实验效果。第五章讨论了基于BP神经网络的网络时延预测方法，在Simulink中搭建了采用Smith补偿的时延控制系统模型，进行了仿真实验。
索圣超[5]2016年在《煤矿井下探测机器人的远程监控设计与实现》文中研究说明伴随着人们对煤矿需求的日益增大,煤矿开采工作越来越繁重,而保证开采的安全生产显得尤为重要。煤矿井下探测机器人远程监控系统的应用可以预防发生安全事故,尤其在发生煤矿事故的时候能在救援行动能发挥巨大作用。本课题针对目前国内在煤矿井下探测机器人研究方面的不足,根据煤矿事故情况下的现场需求而设计并实现了一个专门的探测机器人来实现远程监控。本课题根据当前国内外矿井探测机器人发展现状、存在的实际问题和应用需求,并结合实时性、可靠性、稳定性以及经济性要求,将机器人远程控制技术和视频、传感器监控技术相结合,对煤矿井下探测机器人远程监控系统进行总体设计。分析了煤矿井下探测机器人远程监控的技术,包括基本模型、模式分析和影响因素叁个方面;重点研究了煤矿井下远程通信,结合井下有线通信和无线通信的优缺点选择最佳的通信方案。根据远程监控系统的需求和功能要求,给出了系统整体设计方案,并分别实现了硬件系统和软件系统。硬件系统包括有:CPU模块、串口通信模块、无线通信模块、传感器模块、摄像机模块、电源模块和其他模块;软件系统包括有:机器人软件、上位机软件和人机交互界面。最后结合所实现硬件和软件进行系统调试,主要分为仿真调试、硬件调试、软件调试和联机调试四部分;系统调试验证所有系统功能的正确性、可靠性和稳定性,保证煤矿井下机器人能够完成远程监控的任务。
傅洁明[6]2008年在《轮式移动机器人无线监控系统的研究》文中研究说明轮式移动机器人已在很多领域得到了广泛地应用。由于移动机器人的灵活性,不能对其进行传统的有线监控,而为了能够实时地得到移动机器人的运行状态并对其进行无线控制,就必须摆脱有线的束缚,这就必须要用无线的传输方式才能实时地得到各种传感器的采集数据和控制命令的发送。论文结合自主开发的轮式移动机器人,主要针对轮式移动机器人的无线数据传输与监控进行了研究,利用自带的PComm32函数库对轮式移动机器人的控制器PMAC进行了二次开发,采用模块化的整体设计思想,在VC++6.0环境下开发了基于802.11b无线通信技术的远程监控软件系统。该系统应用监督控制方式,采用TCP协议作为远程监控系统的数据传输协议。对整个无线通信硬件平台进行了通讯距离和可靠性两方面的测试,结果表明在实验室范围内信号良好,能满足小车的要求。为了记录自动导航车运行时的状态数据,系统软件采用了ODBC和ACCESS2003结合的方式,并能按条件查询相关数据。经过实验测试,本远程监控系统在整个实验室范围内能实时、准确地得到自动导航车的各个传感器的信息,各个功能模块均能正常工作,实现了对自动导航车的远程监控,达到了预期效果。
徐秀栋[7]2010年在《微型农业机械远程监控与视觉导航技术的研究》文中研究说明传统的微型农业机械在温室大棚、果园等环境下进行生产作业时由于需要人工现场操作,存在通过性差、安全性低、操作人员工作条件恶劣、容易疲劳等问题;为了克服这些缺点,有必要研制一种具备一定自主导航功能的微型农业机械。本文在国家“863”项目(2008AA100903-7)资助下,开展了如下研究工作:采用远程监控技术与视觉导航技术相结合的方法,设计了一套基于远程监控技术和单目视觉导航技术的自主导航系统,该系统由远程监控系统与视觉导航系统两大模块组成。1.在远程监控系统构建方面:(1)研究了控制信号的无线传输协议,利用无线数传模块成功实现了控制信号的无线实时传输,信号延迟在10ms以内,实验证明实时性良好;根据环境图像信号要求实时传输的特点,研究了IEEE802.11b协议,并成功组建了基于该协议的无线局域网,实现了两路图像信号的无线实时传输,实验表明信号传输较稳定;(2)开发了基于VC++6.0的上位机监控界面,操作人员可以通过该界面远程监控微型农业机械的运动情况并实时发送控制指令,大大降低了作业强度;(3)在下位机系统中,设计了单片机外围继电器驱动及相应控制电路,研究并设计了符合该微型农业机械实际工作条件的液压系统,最终由下位机通过相应继电器驱动电路成功驱动了该液压系统实现了微型农业机械相应的左转、右转、暂停、前进及前部工作机具的升降。2.在视觉导航系统研究方面:(1)通过对几种摄像机标定方法的研究对比,最终采用“Tisa两步法”对单目摄像机进行了标定,得出了摄像机的内外参数,通过对实测点的验证表明该标定结果误差在允许范围内,证明了该标定方法是有效并且可靠的;(2)在监控端PC上对简单道路图像进行了预处理,并利用边缘检测算子检测道路的两条边缘,进而通过Hough变换拟合了道路边缘,最后采用中心线法实时提取导航路径,并在此基础上开展了利用Hough变换实时提取横向偏差和航向偏角的研究,理论证明该方法可以达到实时提取导航参数的目的;(3)根据操作者的实际经验制定了模糊控制规则并设计了符合客观规律的模糊控制器,在MATLAB的SIMULINK仿真环境中对该模糊控制器进行了仿真,表明该模糊控制器的设计在理论上是符合要求的。
邓勇军[8]2010年在《煤矿井下探测机器人的远程监视与控制》文中提出随着机器人技术的飞速发展,机器人在煤矿井下事故救援中将发挥巨大作用。煤矿井下探测机器人是应用于矿难事故发生后,可以进入井下进行现场数据采集和完成探测任务的机器人,其研制对于未来的灾后救援,特别是保障救援人员的安全具有重要意义。通过实现对机器人的远程监控,确保其完成井下探测任务,是本文的主要研究内容。本文以煤矿井下探测机器人为研究对象,在分析了煤矿井下探测机器人远程监控系统的任务和功能要求的基础上,将机器人远程控制技术与视频监控技术相结合,设计研究了煤矿井下探测机器人远程监控系统。该系统分为叁个子系统:本地机器人控制子系统、中间层通信子系统和远程客户端控制子系统,采用监督模式控制。本文在对两种软件结构模型C/S和B/S特点进行分析的基础上,确定了远程监控系统软件采用C/S结构模型。根据对客户端和服务器端软件功能的要求,采用基于MFC的多线程编程技术对客户端和服务器端软件进行了设计,并且根据用户软件主界面的设计要求,设计了具有人机交互特点的主界面。通信子系统是连接客户端和机器人的纽带,对远程视频监控的实现起着决定作用。本文对煤矿井下探测机器人的通信方式进行了研究,通过对多种通信方式的对比分析,提出了在井下采用无线中继通信的组网方案。根据传输信息可靠性和实时性的特点,选择使用了不同的传输层协议,对于数据信息采用TCP协议,视频信息采用UDP协议,通过Socket编程设计实现了传感器状态数据、客户端控制命令以及现场视频的传输。视觉系统作为机器人的眼睛,担负着现场视频采集的任务,本文对视频采集设备包括照明光源、摄像机以及视频采集卡进行了选型和设计。通过对比分析,确定了采用压缩比高、压缩质量好的H.264标准作为视频编码方式,选择了开源的软件编码器T264来进行编解码工作,采用VFW编程实现了视频采集压缩以及解压显示的过程。最后采用灰度变换法和直方图均衡化法对重要的视频图像进行了增强处理,使得图像更加清晰,更加便于理解分析,保证了视频图像的有效性,为进一步决策提供可靠依据。
姚飚[9]2007年在《喷雾机器人无线远程监控系统的研究》文中研究指明喷雾机器人代替人工实现田间喷雾作业具有改善劳动者工作环境，避免操作者中毒、提高工作效率等优点，然而由于喷雾机器人田间作业环境的复杂性，在现有技术条件下，喷雾机器人还不能自主完成所有任务，因此需要与人类智能相结合。本文结合喷雾机器人作业环境的特点，建立了喷雾机器人无线远程监控的实验系统。该系统采用监督控制方式，选用UDP协议作为远程控制系统的数据传输协议，采用基于客户端／服务器构架的软件设计方法，开发出喷雾机器人的远程监控的软件平台。该软件平台通过状态反馈和视觉反馈来帮助客户端的操作者了解机器人的工作情况。为了实现状态反馈，文中研究了传感器信息采集的方法，完成各传感器精度标定，分析了影响传感器测量精度的因素，并实现了数据的无线传输；为了实现视觉反馈，文中研究了视频的“采集-压缩-发送-接收-解码-播放”等过程的关键技术，用实验对比了当前较流行的两种压缩编码技术，选择适合本系统的MJPEG压缩编码方式。另外以方便操作者使用为原则设计了远程控制的命令。软件平台最终实现了通过无线网络实时传输各类数据和控制命令，客户端再现了机器人的工作环境和状态。文章最后对喷雾机器人远程监控系统中存在的主要问题进行了探讨，用实验测出无线远程控制系统中网络利用率、数据包的准确分布以及延迟的长短等主要指标，分析了数据包分布及延迟的影响因素。在此基础上进行了喷雾机器人运动轨迹测试，实验结果表明：整个远程控制系统在满负荷工作时，网络工作状态正常，为了保证系统良好的操控性，机器人所处区域信号强度必须大于30％，操作者根据反馈信息判断机器人是否偏离预定路径，并在偏离时给予有效的纠正，为解决喷雾机器人重喷、漏喷的问题提供了一种方法。
翟晓郁[10]2008年在《考古预探测机器人远程监控系统设计》文中研究说明本论文基于国家文物局的《文物出土现场保护移动实验室研发》国家科技支撑项目,这一项目主要是解决文物出土现场的勘探、测绘、分析、记录、文物发掘品的现场保护和提取等技术和装备问题,考古现场智能预探测系统是移动实验室搭载的最重要环节。本论文主要对远程控制下的人机交互技术进行研究,将虚拟显示技术应用到机器人远程控制中去,通过视频监控及参数反馈来监控机器人的状态。在远程端通过鼠标、键盘、操纵杆的方式来对工作现场的机器人进行远程操作,通过视频监控来获取相关有用信息。本文研究的目的主要有二个:(1)构建起一套机器人远程控制平台,实现机器人的远程智能控制。(2)在所建立的平台上对机器人远程控制进行深入的研究,解决其中一些关键技术,如视频监控技术、叁维动画技术等。为实现以上目标,本论文主要完成了以下工作:(1)基于MFC建立了一套数据的实时获取与传输的通信机制。实现了环境参数数据的实时获取显示、保存,并能实时发送控制命令。(2)为了解决视频监控问题,采用了Directshow作为视频开发平台,完成了视频数据的获取、接收、保存回放等功能,主要解决了视频数据的实时传输问题。(3)在叁维动画技术方面,采用Direct3D作为开发平台,通过专业叁维PROE软件和3DMAX软件的结合,比较方便的构建了机器人几何模型,通过IMU反馈参数模拟机器人实时运动姿态。本论文最后所建立的远程监控系统经过现场测试性能比较完善,整个控制系统简易直观易于普通操作者操作;视频监控实时流畅,可手动保存视频,视频保存经过压缩大大节约了硬盘空间;环境参数显示实时准确,并可以保存成文档以备研究,控制命令的发送也准确无误。
参考文献：
[1]. 机器人远程监控实验室系统的研制[D]. 周理. 中南大学. 2004
[2]. 基于无线局域网的机器人远程监控系统研究与实现[D]. 周立友. 南京理工大学. 2008
[3]. 基于WLAN的移动机器人远程控制系统研究[D]. 付二寅. 西安理工大学. 2007
[4]. 基于WLAN的移动机器人嵌入式远程运动监控系统设计[D]. 邓仕钧. 南华大学. 2012
[5]. 煤矿井下探测机器人的远程监控设计与实现[D]. 索圣超. 江西理工大学. 2016
[6]. 轮式移动机器人无线监控系统的研究[D]. 傅洁明. 西安理工大学. 2008
[7]. 微型农业机械远程监控与视觉导航技术的研究[D]. 徐秀栋. 西北农林科技大学. 2010
[8]. 煤矿井下探测机器人的远程监视与控制[D]. 邓勇军. 太原理工大学. 2010
[9]. 喷雾机器人无线远程监控系统的研究[D]. 姚飚. 江苏大学. 2007
[10]. 考古预探测机器人远程监控系统设计[D]. 翟晓郁. 哈尔滨工业大学. 2008
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