基于力反馈的移动机器人遥操作系统设计与研究

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随着计算机网络技术和机器人技术的快速发展和应用,结合了这两种技术的基于计算机网络的机器人遥操作系统得到了科研人员的重视。相信在不远的未来,基于计算机网络的机器人会得到广泛应用。本文针对基于计算机网络的移动机器人进行了研究,并设计实现了基于力反馈的移动机器人遥操作系统。本文首先总结了当前机器人遥操作系统发展情况及涉及的技术。在总结对比了针对时延问题的几种比较成熟的控制方法后,本文选择了比较符合本系统要求的基于事件的控制方法。在选择了控制方法后,本文设计了遥操作系统的硬件平台,包括:从端机器人控制器、力反馈控制器、超声波测距模块、机器人运动控制板、双目视觉模块、网络通信模块及串口通信。双目视觉可以利用人工路标给系统提供全局坐标系下的位置信息,本文通过机器人自定位实验验证了双目视觉模块实现机器人的全局定位的可行性。针对移动机器人行走过程中的避障需求,本文提出了新的避障方法——基于避障向量的方法,并通过机器人避障实验验证了这种方法的有效性。本文的最后,根据基于事件控制方法的控制思想选择了非时间参考量——命令序列并设计了规划器,然后根据基于事件控制方法的基本思想设计编写了机器人遥操作系统主从端控制程序,并通过机器人直线行走实验和机器人避障实验验证了基于事件的控制方法在处理有时延的基于网络的移动机器人遥操作系统方面的稳定性和可靠性。
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