【摘要】：隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人遠(yuǎn)程控制技術(shù)不僅僅應(yīng)用在軍事等領(lǐng)域，它在日常生活中的應(yīng)用也日益廣泛，特別是在危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)領(lǐng)域具有不可替代的作用,如核輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)，排爆，太空搜索等。近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，其方便，廉價(jià)等特點(diǎn)使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)結(jié)合成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，而嵌入式技術(shù)的發(fā)展成為兩者結(jié)合的紐帶。 論文從嵌入式平臺(tái)的特點(diǎn)和移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的功能要求出發(fā)，提出了基于嵌入式微處理器和Linux操作系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的方案。在該方案中，攝像頭將采集的圖像數(shù)據(jù)傳到微處理器上，經(jīng)壓縮處理后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到上位機(jī)，上位機(jī)通過人機(jī)交互界面顯示圖像信息，操作人員根據(jù)視頻畫面判斷機(jī)器人當(dāng)前所處的環(huán)境并對(duì)機(jī)器人下達(dá)控制指令。研究了移動(dòng)機(jī)器人底層設(shè)備在Linux系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)和移動(dòng)機(jī)器人與遠(yuǎn)程PC間的網(wǎng)絡(luò)通訊，通過無線局域網(wǎng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。搭建了模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)機(jī)器人與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸和機(jī)器人移動(dòng)控制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了要求的通信與控制功能。由于網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的存在對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制有著不利影響，文中首先采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)出時(shí)延值，然后利用Smith補(bǔ)償器彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延造成的控制誤差。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所采用的控制方法的有效性。 本文內(nèi)容安排如下：首先闡述了本課題的研究背景和意義，對(duì)國(guó)內(nèi)外的移動(dòng)機(jī)器人監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了概述。其次介紹了機(jī)器人遙控通信原理和控制技術(shù)，討論了移動(dòng)機(jī)器人硬件設(shè)計(jì)。然后，分析了交叉編譯環(huán)境下的程序編寫和移植，介紹了驅(qū)動(dòng)與控制程序的設(shè)計(jì)，以及上位機(jī)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)。第四章介紹了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程，給出了實(shí)驗(yàn)效果。第五章討論了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延預(yù)測(cè)方法，在Simulink中搭建了采用Smith補(bǔ)償?shù)臅r(shí)延控制系統(tǒng)模型，，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。
[Abstract]:With the development of robot technology, robot remote control technology is not only used in military field, but also widely used in daily life, especially in the field of dangerous environment operation. Such as nuclear radiation environment monitoring, explosion, space search and so on. In recent years, the rapid development of Internet technology makes the combination of network technology and robot technology become a new research hotspot, and the development of embedded technology becomes the link between the two. Based on the characteristics of embedded platform and the functional requirements of mobile robot remote control, this paper proposes a scheme of mobile robot remote control based on embedded microprocessor and Linux operating system. In this scheme, the camera transmits the collected image data to the microprocessor, which is compressed and transmitted to the host computer via wireless network. The upper computer displays the image information through the man-machine interface. Operators judge the current environment of the robot according to the video picture and issue control instructions to the robot. In this paper, the driving of mobile robot's underlying equipment in Linux system and the network communication between mobile robot and remote PC are studied, and the remote control of the robot is carried out through wireless LAN. The simulation experiment platform is built, the data transmission between the robot and the upper computer and the robot movement control are experimented. The experimental results show that the system achieves the required communication and control functions. Because the existence of network delay has a negative effect on the remote control of mobile robot, this paper first uses BP neural network to predict the delay value, and then uses the Smith compensator to compensate the control error caused by the network delay. The simulation results show that the proposed control method is effective. The content of this paper is as follows: firstly, the research background and significance of this topic are described, and the development of mobile robot monitoring technology at home and abroad is summarized. Secondly, the principle and control technology of robot remote communication are introduced, and the hardware design of mobile robot is discussed. Then, the programming and transplanting in cross compiling environment are analyzed, the design of driver and control program and the design of monitor interface of upper computer are introduced. The fourth chapter introduces the experimental process of the system and gives the experimental results. In chapter 5, the network delay prediction method based on BP neural network is discussed. The model of time-delay control system with Smith compensation is set up in Simulink, and the simulation experiment is carried out.
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP242;TP368.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2291528