网络化环境下的移动机器人控制与同步技术研究

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1、东南大学硕士学位论文摘要网络化环境下的移动机器人控制与同步技术研究研究生：程宁婷导师：马旭东教授学校名称；东南大学摘要网络机器入系统是一个功能强大且具有广泛应用前景的研究领域。然而由网络不确定时延带来的同步控制问题始终是该领域研究与应用的技术难题，特别是在大时延环境下，问题更为突出，难以在理论上突破解决。为进一步提高网络机器人的实用性和应用范围，本文研究提出一种网络化环境下移动机器人同步控制的技术性解决方案，并完成相关软件实现和实验验证。首先从网络化机器人系统、网络化环境下机器人的控制与同步以及机器人的智能控制技术三个方面介绍相关研究现状和技术发展，接着针对互联网应用环境讨论了典型网

2、络时延的组成，分析了网络机器人系统存在的同步性问题并提出了技术性解决方案。为便于系统方案的评估和验证，对作为系统实验硬件平台的Pioneer2DX型机器人进行了运动性能的测试实验。在此基础上，采用基于包容式的体系结构设计了增强型的机器人控制器，文中给出了独立的网络机器人同步控制层设计方案。该控制器可以有效地集成应用于现有开放式网络机器人平台，其通用性和独立性分析表明，算法也可以较方便地用于其它网络机器人系统。结合上述分析和设计，文中详细论述了网络环境下的移动机器人控制与同步的软件实现，包括机器人状态信息与视觉记忆信息的采集和存储、基于里程计的移动机器人同步位置的自主回复控制以及在同步

3、位置附近基于环境图像匹配的机器人姿态微调等关键技术。最后实验结果验证了解决方案的有效性。关键词：网络机器人；移动机器人：同步控制；时延；路径跟踪东南大学硕士学位论文摘嘤ResearchonSynchronizationandControlforNetworkedMobileRobotsCHENGNing-tingSupervisedbyProf．MAXu-dongSoutheastUniversityAbstractNetworkedrobotsystemsarenowadayspowerfulandpromisingapproachtobothnetworkandroboticsa

4、pplication，However,suchsystemsoftenconfrontsignificantandunpredictednetworklatency,whichiSalwaysdimculttodealwithbothinapplicationandstudv-especiallyintheconditionoflargeIatency．Inordertosolvethesynchronizationandcontrolprobleminnetworkedmobilerobots，atechnicalsolution，realizationandexperiments

5、arepresentedinthisdissertation．FirstlyanintroductioniSgivenonrelatedresearchWOrkssuchasnetworkedrobotsvstem，synchronizedcontrolfornetworkedrobotandrobotintelligentcontroltechnology．ThenfortheIntemetapplicationenvironment，consideringcomponentsoftypicalnetworklatencyandsynchronizationofnetworkedr

6、obotcontrol，onetechnicalsolutioniSpresented．Meanwhile，toevaluateandvalidatethefeasibilityofthesolution，motionperformancetestiSimplementedonPioneer2DXthatistheexperimentalplatform．Secondly,enhancedrobotcontrolleriSdesignedbasedonsubsumptivearchitectureinwhichthesolutioniSregardedasanindependents

7、ynchronized-control1ayer．Theexampleintegratingwithexsistednetworkedrobotsystemindicatesthatsynchronized-controlmoduleiSgeneralandindependentfortimelatencytoleranceandCanbeadoptedbyothertime—sensitivenetworkedcontrolsystemsconvenie