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《国防科学技术大学》 2006年
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基于网络的移动机器人系统研究与实现

覃川校  
【摘要】: 移动机器人在工业、农业、科技、军事、服务等许多领域都有着比较广泛的需求和应用,特别是随着互联网的出现和网络技术应用的延伸,基于网络的机器人远程控制技术已成为机器人领域的一个新的研究热点。不管从实际应用前景和理论研究意义看,这种研究都具有较大的研究价值,并富有挑战性。网络的自由连接性,可以使各种各样的设备、仪器和装置等连接在一起从而形成一个功能更强、更有意义的新系统。但网络的应用却给这种系统的实现带来了许多困难,比如网络随机时延、丢包以及乱序等问题。 本文以移动机器人U-Ⅱ为研究对象,在对该移动机器人的结构、运动、定位分析与建模的基础上,将模型预测控制(Model Predictive Control,简称MPC)引入到基于网络的移动机器人系统中,通过发出超前控制命令和补偿反馈时延来降低时延对这种控制系统性能的影响,使得系统具有一定的承受网络随机时延的能力。仿真结果表明该控制方法具有较好的路径跟踪效果。 在系统实现方面,通过硬、软件设计,完成了基于网络的移动机器人系统。该系统由移动机器人、远程客户端、网络服务器、应用程序服务器、数据库服务器、图像服务器和机器人控制服务器等部分组成,用户可以通过远程客户端访问移动机器人,并能对其进行远程操作和监控。此外,还设计与实现了一种支持多用户共享的服务机制,以向用户提供机器人控制、机器人运动图像传输、机器人运动状态反馈等服务。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP242.6

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 邱实;服务机器人远程控制关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 樊猛;柔性机械臂路径优化及控制[D];西安电子科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李小海,王旭永,陈锦刚;基于WWW的机器人远程控制的关键技术及典型实现[J];工业控制计算机;2000年02期
2 赵明国,赵杰,崔泽,蔡鹤皋;一种基于Internet的遥操作机器人系统——Telerobot[J];哈尔滨工业大学学报;2001年01期
3 刘威,宋爱国,黄惟一;基于互联网的遥控机器人系统[J];机器人技术与应用;2001年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 王强;南京林业大学校园森林群落结构特征分析[D];南京林业大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 朱正月;利用Delphi开发E-mail发送程序[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2002年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李岩;卢翔;于凯妍;刘景泰;;基于微分对策的竞争型遥操作机器人追逃策略研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
2 姚燕;史瀚林;余瑾;;基于web的现场总线实验系统[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集(下册)[C];2010年
3 姚燕;史瀚林;余瑾;;基于Web的现场总线实验系统[A];北京高校实验室工作研究会2010年年会优秀论文[C];2011年
4 付胜利;钟方伟;傅仲逑;;基于嵌入式Linux的HTTP代理服务器的研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
5 吴丽平;巴继东;;一个大型远程网络视频监控管理系统及其在银行业中的应用[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
6 崔超;徐筱麟;韩晶;;一种两种算法结合的网络延时预测算法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
7 尹小菡;王东木;;基于VR技术的遥操作仿真技术研究[A];中国体视学学会图像分析专业、中国体视学学会仿真与虚拟现实专业、中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议论文集[C];2000年
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10 卢晓晨;刘志远;班喜光;;基于虚拟现实技术的远程机器人控制系统的设计与实现[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗航;故障树分析的若干关键问题研究[D];电子科技大学;2011年
2 闫晓云;呼和浩特市城市绿地结构研究[D];内蒙古农业大学;2010年
3 于湖生;黄麻纤维用于混凝土增强的研究[D];东华大学;2010年
4 赵迪;变时延环境下的任务级遥操作关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
5 程文涛;关节式坐标测量机标定技术研究[D];合肥工业大学;2011年
6 尹念东;汽车—驾驶员—环境闭环系统操纵稳定性虚拟试验技术的研究[D];中国农业大学;2001年
7 李卫国;逆向工程中的曲面重构技术研究及基于Web的应用系统开发[D];南京航空航天大学;2001年
8 张天宏;民航发动机远程故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
9 陈文亮;基于Web的数控编程系统及其关键技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王玲玲;南水北调中线总干渠节制闸控制运行方式研究[D];郑州大学;2010年
2 王初亮;远程气动灭火炮发射机构的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张家飞;机器人群体协同任务规划与协调避碰[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 颜洁;潍城区教研室课堂教学实录系统的研发[D];中国海洋大学;2009年
5 陈会鸽;基于机器视觉的中央空调风管清洁机器人测控系统研究[D];河南工业大学;2010年
6 宋振清;基于Web Service的移动机械手网络控制系统的研究[D];天津理工大学;2010年
7 李鑫;基于视频融合的遥机器人控制系统研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 马翼;基于P2P的校园网络流媒体视频直播技术研究与实现[D];电子科技大学;2010年
9 徐向宇;电信流媒体系统的设计与实现[D];电子科技大学;2010年
10 刘春华;基于实时传输协议的IP远程控制网关技术研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑亚林,黄德隆,郭健;Fuzzy推理的Mamdani算法[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2001年03期
2 陈启军;陈辉堂;王月娟;;基于Internet的机器人控制技术及其应用[J];电气自动化;2001年01期
3 付良,赵鹏,戴梅萼,史嘉权;在Internet网上提高传输视频实时性的研究[J];电子技术应用;2000年07期
4 赵明国,赵杰,崔泽,蔡鹤皋;一种基于Internet的遥操作机器人系统——Telerobot[J];哈尔滨工业大学学报;2001年01期
5 高胜;赵杰;;基于人机合作的遥操作机器人系统控制模型[J];哈尔滨工业大学学报;2006年03期
6 王树国,丁希仑,蔡鹤皋;机器人柔性臂动力学有限元建模方法的研究[J];哈尔滨工业大学学报;1997年01期
7 杨晶东;洪炳熔;朴松昊;;基于模糊行为融合的移动机器人避障算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年S1期
8 吴国钊,傅雪冬,裴海龙;基于INTERNET的机器人实时跟踪系统[J];机器人技术与应用;2000年01期
9 汤宇松,刘景泰,卢桂章;利用远程网络技术的机器人遥操作系统分析[J];机器人;2000年01期
10 蔡自兴,周翔,李枚毅,雷鸣;基于功能/行为集成的自主式移动机器人进化控制体系结构[J];机器人;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李焱;大时延遥操作技术及虚拟现实技术研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 马力波;网络远程机器人控制系统及关键技术研究[D];重庆大学;2003年
3 刘娟;基于时空信息与认知模型的移动机器人导航机制研究[D];中南大学;2003年
4 史胜利;基于Internet的机器人遥操作系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 李彩虹;移动机器人智能体混合式体系结构研究[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘春霞;空间大型可展开天线的控制研究[D];西安电子科技大学;1999年
2 侯健;压电类智能结构振动主动控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
3 寇晓丽;蚁群优化算法及其应用[D];西安电子科技大学;2006年
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6 何勇;多自由度操作手刚柔耦合动力学特性研究[D];西北工业大学;2007年
7 滕悠优;柔性机械臂的主动控制与实验研究[D];上海交通大学;2007年
8 刘中新;制球加工中心柔性机械臂建模及运动控制研究[D];南京理工大学;2008年
9 刘治虎;柔性机械臂动响应控制[D];西安电子科技大学;2009年
10 孔峰;流媒体代理服务器缓存研究与实现[D];北京邮电大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈泽塔;柔性机械臂的建模与控制研究[D];西安电子科技大学;2012年
2 徐楠楠;基于网络通信的机械臂远程控制系统的研究[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丛日春,李吉跃;试论城市林业在我国城市发展中的地位[J];北京林业大学学报;1997年02期
2 孙冰,粟娟,谢左章,钟丰,黄家平;广州市城市森林的空间特征与发展研究[J];城市环境与城市生态;1997年02期
3 郭艳玲,赵万生,董本志,乔世坤,徐达丽;数控发展的趋势──开放式体系结构数控系统[J];东北林业大学学报;2000年05期
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5 曹洪麟,王登峰;珠海市主要植被类型与城市林业建设[J];广东林业科技;1999年03期
6 李小海,王旭永,陈锦刚;基于WWW的机器人远程控制的关键技术及典型实现[J];工业控制计算机;2000年02期
7 赵明国,赵杰,崔泽,蔡鹤皋;一种基于Internet的遥操作机器人系统——Telerobot[J];哈尔滨工业大学学报;2001年01期
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10 吴国钊,傅雪冬,裴海龙;基于INTERNET的机器人实时跟踪系统[J];机器人技术与应用;2000年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 罗云虎;模型预测控制在自主式水下航行体控制系统中的应用[J];自动化技术与应用;2004年11期
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6 孙浩,席裕庚,张钟俊;一类非线性系统的模型预测控制算法[J];上海交通大学学报;1994年04期
7 孙青林;林霞;陈增强;袁著祉;;基于增量加权的预测函数控制[J];控制工程;2006年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 高旭;金星;黄伟;;基于NIOSⅡ的多串口网络服务器的设计与实现[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
3 屈大宽;;网络服务器的安全与维护[A];第十八次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2003年
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6 吴丽娟;;基于Laguerre级数模型的模型预测控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
7 邹志云;;甲醇/水二元间歇精馏塔的模型预测控制[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
8 周川;吴益飞;陈庆伟;;一类随机时延网络控制系统的神经网络自适应容错控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 肖冠丁;不到2000元,打造无线网络服务器[N];中国计算机报;2004年
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3 新疆计算机应用开发中心 张杰;网络服务器安全问题初探[N];新疆科技报(汉);2001年
4 见习记者 孙晶晶;宝德科技拟分拆资产上A股[N];中国证券报;2007年
5 李献;减负服务器[N];计算机世界;2006年
6 本报记者 任宇子;Sun走向开放[N];中国电脑教育报;2007年
7 记者 张小军;美网络服务器受攻击次数上升[N];新华每日电讯;2001年
8 沈生;SSL VPN两大弱点[N];中国计算机报;2003年
9 记者  邰举;“拉托娜”加速芯片有望下半年上市[N];科技日报;2007年
10 本报记者 王代同;中国服务器产业最浓重一笔[N];科技日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 冯少辉;模型预测控制工程软件关键技术及应用研究[D];浙江大学;2003年
4 林永君;基于复杂机理模型的过程预测控制研究[D];华北电力大学;2002年
5 王海英;智能优化算法研究及其在移动机器人相关技术中的应用[D];哈尔滨理工大学;2007年
6 李志军;约束模型预测控制的稳定性与鲁棒性研究[D];华北电力大学(北京);2005年
7 余洪山;移动机器人地图创建和自主探索方法研究[D];湖南大学;2007年
8 张飞;移动机器人覆盖问题的研究[D];上海交通大学;2008年
9 何富君;基于多传感器的室内移动机器人环境感知关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 孙峻;非线性模型预测控制理论及应用研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 覃川校;基于网络的移动机器人系统研究与实现[D];国防科学技术大学;2006年
2 王振英;不确定扰动情形下离散系统约束鲁棒模型预测控制[D];哈尔滨理工大学;2005年
3 张有昌;轻烃分馏装置的建模与先进控制应用研究[D];浙江大学;2005年
4 孙荣春;基于LMI的滚动时域H_∞控制在三容实验系统中的应用研究[D];吉林大学;2004年
5 陈飞;模型预测控制器的性能评价与监控[D];浙江工业大学;2004年
6 严博涛;直拉单晶炉生长系统模型预测控制方法研究[D];西安理工大学;2010年
7 余主正;基于以太网的预测控制系统研究[D];浙江工业大学;2005年
8 冯伟;迭代学习模型预测控制算法研究[D];华北电力大学(北京);2009年
9 张鹏;基于混合逻辑动态的混杂系统建模及其模型预测控制[D];吉林大学;2007年
10 侯海良;基于RBF-ARX模型的预测控制在磁悬浮系统中的应用[D];中南大学;2008年
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