网络时延和多机器人运动冲突是基于Internet的多操作者多机器人遥操作系统中存在的主要问题,时延问题严重影响了系统的稳定性和透明性,而运动冲突问题则影响了系统的安全性和灵活性.本文以此为出发点,基于共享控制策略,提出一种分层体系结构.引入协调控制层,建立了多操作者、多机器人之间的智能融合与协作机制,结合交互监控层、行为控制层实现了人的干预与机器人自主能力相结合的共享控制结构.据此,建立了基于Internet的多操作者多机器人遥操作系统,该系统具有较高的智能水平、安全性与可靠性.基于Internet多操作者多机器人遥操作系统具有分布性、不确定等特点,结合Petri网理论建立了系统状态变迁模型.采用覆盖树方法分析系统的动态逻辑特性,保证实际系统的稳定性和安全性.在此基础上,设计协调控制器,通过任务协调、实时避碰、通讯三个模块在从操作端实现了多操作者与多机器人之间的协调控制,降低了网络传输时延对系统的影响,提高了系统的效率和安全性.提出基于Petri网的多机器人任务规划方法.通过引入显式操作、隐式操作的概念,采用Petri网有效扩充原理,建立了机器人运动状态、异常状态、手爪状态的任务规划Petri网模型,基于库所不变量的方法设计任务规划器,限定了多机器人协调过程中机器人的运动状态,从而实现了机器人的自主规划和对运动状态变迁过程的控制,保证了系统的作业性能.基于虚拟斥力的策略实现多机器人协作作业中多机器人之间、机器人与环境之间的避障.采用基于模型和传感器相结合的方法实现系统碰撞检测.在机器人杆件周围设定安全区域,将机器人之间的碰撞检测简化为圆柱形连杆的干涉问题,提高了机器人碰撞检测的实时性.根据弹簧、阻尼模型建立机器人与障碍之间的虚拟斥力关系,实现机器人的轨迹调整.实验证明该避碰算法能够有效地实现两个六自由度机器人之间的实时避碰.-Ⅰ-面向高危病毒医学实验室的无人化操作应用前景,建立了基于Internet的多操作者多机器人医学病毒实验遥操作系统,两个操作者可以通过Internet网络分别控制Rx60、Rx90机器人协作完成抓取试管、滴入试剂、提取样本、显微观察等操作.实验结果表明协调控制器的引入有效性地解决了多机器人遥操作系统中网络时延及运动冲突问题,提高了系统作业性能.