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基于互联网的移动机器人网络控制系统研究

孙启湲  
【摘要】:机器人遥操作在空间探索、深海勘探及危险环境作业等领域具有无可替 代的作用。互联网的飞速发展和普及以及传输速度的不断提高为机器人遥操 作提供了廉价而便捷的通讯手段。利用互联网实现机器人的远程控制进一步 拓展了其应用范围,在远程医疗、设备共享和远程教学等方面显示了其优越 性。本文对基于互联网的移动机器人控制问题进行了较系统的研究。 适应互联网的特点,建立了基于浏览器的多层分布式移动机器人远程控 制系统实验平台。 网络传输时延是影响远程控制稳定性的一个主要因素。如何减小时延对 控制稳定性的影响是一个关键问题。本文在对现有的互联网的传输时延进行 测试和分析的基础上,对时延的变化规律进行了总结和分类,并提出了针对 不确定时延状况采取相应控制策略和时延补偿的方案。根据网络用户的时延 状况为用户提供一种与之相适应的控制方式,以减小时延对系统的影响。 实现对移动机器人的监督控制需要机器人具有一定的自主能力,如自主 导航、自主避障等。本文综合应用了模糊控制、神经网络和 D-S 证据理论对 传感器信息进行处理和融合实现了机器人的自主导航与避障。模糊控制器用 于机器人的运动路径跟踪,神经网络实现机器人对环境的识别,D-S 证据理 论在对信息融合的基础上进行机器人的行为决策。 在基于互联网的机器人控制系统中,网络服务器是用户与机器人进行交 互的重要中间环节。本文在网络服务器的设计中引入了智能代理技术,建立 了以网络智能代理为核心的网络服务器。以实现对用户、机器人、信息安全 等的智能化管理,提高了网络系统的效率和可靠性。 为满足基于互联网的多层分布式控制系统特点,使系统易于维护、功能 易于拓展,本文采用基于 Java 的 J2EE 组件技术的最新网络应用解决方案, 对控制系统的网络应用进行了开发,并实现了与机器人本地控制系统的无缝 对接。该网络控制系统还具有平台无关性特点。 最后本文通过实验对系统的性能进行了测试,测试结果表明系统运行稳 定,验证了系统的可行性和正确性。


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