遥自主移动机器人关键技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:HUANGKAO2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着移动机器人自主能力与智能化水平的不断提高,移动机器人技术已经在机器人研究领域中占据了重要的地位。然而在实际应用的很多领域内机器人的完全自主化是难以实现的。为此,在不断提高移动机器人智能化水平的基础上,把遥操作技术与机器人的智能技术相结合,创建一个人机结合的遥自主移动机器人系统具有十分重要的意义。本文就遥自主移动机器人的控制技术进行了研究。首先,对遥自主移动机器人的控制系统进行了设计,通过对实验用机器人性能指标的分析,为其设计了一种基于人机协同的双层式控制体系结构。除此之外还设计了多种遥操作方式和利用全景视觉来对机器人进行远程控制和监控的实现方法,让操作者可以简便、直观地控制机器人,达到良好的人机交互能力。其次,设计了基于全景视觉的遥操作机器人视觉系统,并对全景图像进行解算展开,对图像进行压缩和预处理,有效地解决了遥操作时出现的视野狭窄、覆盖率低等问题并且使得接收到的图像更加清晰,增加了视觉的临场感。再次,针对机器人自主运动问题,基于A*算法基本原理设计了避碰规划算法,解决了已知环境信息中的机器人路径规划问题。另外针对于机器人的智能避障问题,利用传感器实时解算与障碍物的距离信息,基于模糊算法,设计了机器人避障的模糊控制器,并通过仿真试验验证了算法的有效性。接下来,针对通信传输的问题,首先根据Socket编程原理,建立了网络通讯平台。并设计了TCP与UDP相结合的传输方式。在传统的遥操作控制方法研究的基础上,考虑到增加遥操作的便利性和临场感,提出了基于操纵杆的遥操作控制方法,实现了对移动机器人的遥操作控制。最后针对移动机器人分别进行了自主避障和遥操作辅助避障实验。实验结果表明,本文设计的遥自主移动机器人控制系统可以在机器人自主运动的基础上,利用双层式体系结构,将遥操作技术融合其中,很好地辅助机器人进行运动,在宇宙探测、海底开发、军事排爆等军、民事领域具有重要的应用价值。
其他文献
工作面瓦斯涌出量关系到煤矿的通风设计指标,更是影响工人生命安全的关键因素,因此对瓦斯涌出量进行精确预测对加强煤矿安全有重要意义。由于影响瓦斯涌出量间的因素呈现出动态
改革开放以来,我国的经济飞速发展,城市化进程进一步加快,汽车得到广泛的普及。汽车给人们的出行带来了很大的方便,但是在提高生活质量的同时,城市现有的路网通行能力逐渐不
管道运输是一种新兴、经济的运输方式,尤其在输送气体、液体和浆体等散装物品方面具有天然优势。随着经济的快速发展,我国必将成为一个管道大国,这样一来,如何尽可能减少因管道泄
随着信息时代的来临,无论是在军用和民用上,都对信息的传输提出了更高的要求,传统的微波通信无论是在传输速率上还是在传输距离上都无法满足越来越高的通信需求。而激光通信由于
随着国家把淘汰低效高耗能产业列入了国民经济的发展战略,各行各业加大了对耗电严重,装机容量较小的直流电力电子变流装置的淘汰力度,这就要求直流电力电子变流装置的输出电流越来越大,对调节控制和保护性能的要求越来越高,多年来直流电力电子变流设备的控制与保护电路多用模拟器件构成,现场调试工作量大,难以系列化和批量生产,制约着这一领域的进步速度。电力电子技术的飞速发展,迫切需要对其控制电路进行改进和提高。本论
倒立摆系统是一个复杂的高阶次、多变量、非线性、强耦合、自然不稳定的系统。旋转倒立摆是一种典型的倒立摆装置,与同级的直线轨道倒立摆相比,结构简单紧凑,但模型更加复杂和不
倒立摆系统以其非线性、多变量、强耦合的特性和简单易操作的实验设备而成为控制领域的理想实验平台,广泛应用于验证新控制方法的正确可行性以及比较现有方法控制性能的优劣,在
重复使用运载器自动着陆段是整个飞行过程的最后阶段,是整个飞行任务安全完成的关键阶段。本文将着重解决RLV自动着陆段轨迹、制导律和控制律中的关键技术难点。轨迹设计是无
在石油、化工、制药和废水处理等工业过程控制中,受装置、环境以及人为因素的影响,控制量与被控量之间广泛存在着时间滞后的现象。由于时滞的存在,控制量不能及时对系统动态变化
无刷直流电机具有电磁污染小、调速范围宽、过载能力强、功率密度高、运行性能可靠等诸多显著优点,在电动车辆、家用电器、伺服控制和机器人技术等民用以及工业领域得到了越来越广泛推广及应用,研究直流无刷电机的控制系统具有一定的理论和应用价值。本文采用SH7125芯片作为控制核心,以无刷直流电机为控制对象,研究基于32位微控制器无刷直流电机控制系统,实现对无刷电机的无级调速。首先研究了无刷直流电机的基本工作原