b2fs与c2fs混合架构网络机器人控制系统

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1、第一章绪论第一章绪论第一节引言计算机网络技术的发展推动着机器人技术的前进，网络机器人就是这两种技术结合的产物。如果说机器人可以代替人手的话，那么，网络机器人就延长了这只手的作用范围——人工参与者可以在远端实施作业，这种人——机(机器人)可分离的特性使其在危险环境或人无法到达的环境下的作业应用上有独特优势。网络机器人这一概念是近几年才逐渐被研究者重视起来的，它的雏形源于机器人遥操作系统。其核心思想是将传统机器人的传感、处理、执行各个模块分布到网络上，成为网络中的节点。C／S(Client／Server)架构是网络系统软件设计中比较流行的架构，已经在各个行业成熟使用。

2、比较著名的如大型的网络游戏，实时聊天工具像MSN、QQ等，都是采用C／S架构设计。C／S架构以其性能稳定，用户接口丰富而深受软件设计者和用户的喜爱。B／S(Browser／Server)架构是随着Intemet技术的兴起对C／S架构的一种变化或者改进。从本质上来讲，B／S架构也是C／S架构，但是两者的区别还是比较大，所以也常常并列提及。随着科技的发展，特别是互联网相关技术的发展，B／S也表现出强劲的发展势头。以前在C／S架构下的工作，在B／S架构下也表现出很大的适应性，甚至优越性。如许多企业的办公系统，以前都需要装个庞大的客户端才能使用，现在打开浏览器就能办公。网

3、络机器人控制系统因其特殊性和复杂性长期以来大多采用C／S架构，不过许多著名的企业和研究机构也尝试了在B／S架构下进行系统设计，著名的有西澳大利亚大学的TeleRobot[1】系统、UCBerkeley的Telegardent2】项目及2007年对外开放的CONESUTROFOREST及2008年5月推出的CONE．WelderljJ，KhepOnTheWeb【4J，Xavierl51等。这些项目有的采用固定机器人平台，有的采用移动机器人平台，都积累了一些非常有意义的研究成果。第一章绪论第二节网络机器人控制系统概述Internet技术与机器人遥操作技术相结合后，对基

4、于网络的遥操作的研究逐步转为对基于网络的机器人系统的研究，后者逐步成为机器人领域的研究热点之一。同时，遥操作研究的对象也从最初的单操作者单机器人系统(SOSR)逐步转变为多操作者多机器人系统(MOMR)。由NSF、DARPA、NASA等资助的著名世界技术评估中心组织WTEC在世界范围内作过许多项技术评估，其中就包括机器人技术发展评估。WTECl6】对这一类网络机器人给出的定义是【_7】：与传感器，嵌入式计算机和人类用户协同协作工作的多机器人群体。或者称为一个由一定的物理链路连接而成的人．机团队。较早对这一概念进行深入研究的是WIDEProject(WidelyIn

5、tegratedDistributedEnvironment)pJ。虽然该项目从事的是互联网的基础研究，但其整合网络的思想和研究的内容及成果成为了网络机器人学研究的基础。随着技术的不断发展和各种应用需求的不断产生，网络机器人技术的研究领域在不断的拓展。不仅逐渐涵盖了传统遥操作的全部内容，还融合了分布式系统、多智能体、人机交互与人机共生、新一代无线网络技术等一系列相关领域。为此，IEEE机器人与自动化系统技术委员为网络机器人做出了一个新的描述19J，将网络机器人概括为连接到各种网络介质上的机器人设备，使得网络机器人的研究范围得到了最大化。该描述将网络机器人分为两个子

6、类，其中一个就是传统的遥操作，即人类操作者通过网络监督控制远程机器人；另一类是通过网络自我组织联接在一起的自治机器人系统。而这两个子集相结合，既能通过网络远程操作，又可以自治的同其它机器人协调合作完成作业任务的机器人系统，是当前网络机器人系统较好的实现模式。网络在给控制系统带来便利的同时，也带来很多问题。比如网络的延时造成的实时性差，延时的抖动可能造成系统的振荡甚至不稳定。长期以来许多学者进行了相关研究，并取得了不错的成果。在1988年之前，研究者们均采用经典控制论的方法对系统进行建模分析，如W．R．Ferrell的力反射控制策吲10】。1988年，GJ．Raju

7、tllJ等学者首次将二端口电路网络的概念引入网络控制系统建模之中，大大化简了网络控制系统模型的建立。1989年，R．J．Anderson和W．SpongIl21使用无源的概念对二端口网络的稳定性进行分析，并证明网络控制系统的稳定性与二端口网络之间的关系，为网络控制系统稳定性的证明提供了一条简单实2第一章绪论用的方法。1991年，GNiemeyer和J．E．Slotinell31进一步将波变量的理论应用于二端口网络，通过将二端口网络的传输信号转化为波变量，从而保证整个系统的稳定性，并使得系统对通信网络中的延时，具有很好的鲁棒性。同时也有学者将研究重点集中在控制策略方

8、面。监督控