針對危房、危橋、爆炸區(qū)等非常規(guī)場景下排障、搶救作業(yè)的情況,基于移動機(jī)器人控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和5G Wi-Fi通訊技術(shù)設(shè)計一種應(yīng)用于非常規(guī)場景巡檢的第一視覺5G智能機(jī)器人。該機(jī)器人代替搜救人員或排障人員進(jìn)行搶救、排障作業(yè),管理人員通過5G智能機(jī)器人第一視覺模塊實(shí)時獲悉現(xiàn)場情況,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制救援。 

【文章來源】：自動化與信息工程. 2020,41(04)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

第一視覺5G智能機(jī)器人控制系統(tǒng)

因輪式移動機(jī)構(gòu)具有移動效率高的特點(diǎn)[2]，本文采用的三輪全方向驅(qū)動載物平臺，如圖2所示。其使用3個同心等距分布的萬向輪作為驅(qū)動輪；通過控制驅(qū)動輪所連直流無刷電機(jī)的驅(qū)動力矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的全方向移動。三輪全方向驅(qū)動載物平臺結(jié)構(gòu)簡單、體積小且能夠全方向移動。如此，第一視覺5G智能機(jī)器人在狹小環(huán)境下可實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定移動。當(dāng)精確控制三輪全方向驅(qū)動載物平臺的運(yùn)動時，首先需知三輪全方向驅(qū)動載物平臺的位置。三輪全方向驅(qū)動載物平臺的位置通常采用坐標(biāo)表示，通過對電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)精確定位。通過計算運(yùn)動學(xué)正向解，將輪子的轉(zhuǎn)速換算得到三輪全方向驅(qū)動載物平臺在世界坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)。

已知電機(jī)轉(zhuǎn)速、輪半徑和3個輪的位置關(guān)系，使用正交分解，將3個速度Va,Vb,Vc轉(zhuǎn)化為機(jī)器人的線速度和角速度；再經(jīng)過三角換算，得到世界坐標(biāo)系中三輪全方向驅(qū)動載物平臺的線速度和角速度；然后各自求積分，可計算得出三輪全方向驅(qū)動載物平臺在世界坐標(biāo)系x^"、y^"下的位置和轉(zhuǎn)向角度，如圖3所示。機(jī)器人的三輪歐米輪底盤使用3個驅(qū)動輪構(gòu)成底盤移動的基本單元，3個歐米輪分別間隔安裝。在控制三輪全方向移動中，通過NI myRIO嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺控制數(shù)值與電機(jī)編碼器傳感器的讀取，確定自身的坐標(biāo)軸方向以及各電機(jī)相對于設(shè)定原點(diǎn)的角度和距離。通過對各電機(jī)編碼速度的運(yùn)算得出機(jī)器人相對于全局坐標(biāo)系的當(dāng)前位置。通過輔助系統(tǒng)的定位，向主控單元發(fā)送目標(biāo)物體的坐標(biāo)位置，使用逆運(yùn)動學(xué)，將信息換算成各電機(jī)的編碼值，結(jié)合PID算法，將設(shè)定的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為設(shè)定的編碼值，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在狹小環(huán)境下的高效和穩(wěn)定移動。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]5G技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 龔瑋,梁福學(xué).  計算機(jī)產(chǎn)品與流通. 2019(12)
[2]基于PLC的輪式移動機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計[J]. 胡曉達(dá).  技術(shù)與市場. 2018(01)

博士論文
[1]移動機(jī)器人的路徑規(guī)劃與定位技術(shù)研究[D]. 張琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]輔助視覺中的圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳龍.西安電子科技大學(xué) 2013



本文編號：3338451