人机共居环境异构机器人分布式控制系统研究

来源 :北京建筑大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:snwyshenwei
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近年来,随着以人工智能为代表的第四次工业革命的到来,机器人技术进步飞速、日益成熟。机器人的应用从工业领域逐渐扩展到了家庭服务、教育、娱乐、医疗与看护、军事救援与物资运输、无人区探索等各种领域。人类越来越希望多种类不同构型的机器人能够在人的生产生活环境中,各司其职,为人工作,与人共处,即实现“人机共融”,异构机器人以共享环境感知、计算资源、控制与决策能力的模式共处于同一工作环境中。这需要针对异构机器人研究具有分布式控制、海量数据存储与管理、多级通信等技术的集成控制系统,构建人与多种类异构机器人和谐共处的“人机共融”智慧空间。“人机共融”智慧空间的异构机器人控制系统等相关技术成为当前机器人领域研究的热点。本文针对人机共居环境下异构机器人的集中控制和管理、海量数据的存储和处理、分布式通信、软硬件的解耦和代码复用等多个方面进行研究,基于机器人操作系统(ROS)构建了人机共居环境异构机器人分布式控制系统。首先,对异构机器人的工作环境以及通信要求进行分析,将轮式移动机器人平台的控制系统进行升级改造以适应新系统的要求;其次,调整系统的整体架构,实现软硬件的解耦,提高了软件代码的复用率,同时也提高机器人硬件系统的灵活性;然后,利用系统分布式的特点,构建多机器人分布式通信系统,使异构机器人之间的通信更加简单和方便;最后,使用所构建的人机共居环境异构机器人分布式控制系统,对轮式移动机器人和仿人机器人的分布式通信以及控制开展实验,成功通过键盘命令的模式实现无线网络下的异构机器人遥操作。实验证明,本文构建的分布式控制系统具有较高性能的数据存储以及处理服务器,搭配开源的操作系统、高效能分布式通信的次级操作系统,能够实现异构机器人操作系统级的全面提升。可以成功完成人机共居环境下异构机器人的复杂分布式通信以及综合控制。
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