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1、第36卷第2期计算机科学Vol.36No.22009年2月ComputerScienceFeb.2009室外移动机器人遥操作系统的设计与实现白冰吴潇文刘华平何克忠(清华大学计算机科学与技术系智能技术与系统国家重点实验室北京100084)摘要遥操作是移动机器人指挥控制的重要手段之一。介绍了一种新型的室外智能移动机器人遥操作系统。本系统改变传统的固定指挥站,采用基于移动指挥站的操作方式,大大提高了操控的灵活性和系统的隐蔽性。同时,本系统还使用了先进的无线通信技术,开发了良好的人机交互界面,设计了功能全面的遥操作终端、定向天线云台控制系
2、统以及多传感器环境信息采集系统。实验表明,系统能够在野外环境中高效、稳定地完成各种遥操作任务。关键词室外移动机器人,移动指挥站,遥操作TeleoperationSystemforOutdoorMobileRobotBAIBingWUXiao-wenLIUHua-pingHEKe-zhong(StateKeyLaboratoryofIntelligentTechnologyandSystems,DepartmentofComputer&ScienceTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing10008
3、4,China)AbstractTeleoperationisoneofthemostimportantwaysforcontrollingmobilerobots.Thispaperintroducedanewtypeofteleoperationsystemforoutdoormobilerobot.Differentfromtraditionalwaysthatuseastationaryremote-con-trolstation,oursystemadoptedamobileremote-controlstationwh
4、ichgreatlyimprovestheflexibilityandconcealmentofsystem.Theadvancedwirelesscommunicationtechnologywasapplied,andagoodhuman-machineinterfacewasde-velopedinthisteleoperationsystem.Besides,wealsodesignedamult-ifunctionaryteleoperationterminal,adirectionalantennacontrolsys
5、temandamult-isensoryenvironmentalinformationacquisitionsystem.Somepreliminaryexperimen-talresultsverifiedtheeffectivenessandstabilityofthesysteminperformingteleoperationinunknownandunstructuredfields.KeywordsOutdoormobilerobot,Mobilecontrolstation,Teleoperation人只能在固定基
6、站无线信号所覆盖的有限区域内进行作业,1引言从而限制了移动机器人的活动范围,削弱了移动机器人的机室外移动机器人又称自主陆地车辆或无人驾驶车辆与智动性和灵活性。能机器人[1]。因具有环境适应性强、机动灵活性好等特点,室为解决此问题,我们研制出一套基于移动指挥站的遥操外移动机器人常被用于执行危险性的任务,如战场的军事巡作系统,该系统的主要贡献在于以下3个方面:第一是将系统逻、侦察、监视或生物、化学、核试验场等无人区域内的作业中各子系统进行模块化设计,增强了系统可靠性,也便于系统等[2]。此外,在空间技术领域,室外移动机器人可以扩展人的
7、维护升级。开发了一套多功能遥控驾驶终端,以实施对车体感知范围和执行能力,辅助完成许多人类无法进行的工作,如姿态的精确测控;利用高品质的无线数据电台完成测控数据星际探索等[3]。快速、准确地传递;采用高清晰摄像机和宽带图像传输电台建由于当前人工智能发展水平的限制,很难实现机器人在立远程环境感知系统,从而形成具有一定临场感的/动中通0未知环境中完全自主移动。因此室外移动机器人多采用人工移动指挥方式。第二是在指挥站建立一套定向天线云台控制遥操作与自主驾驶相结合的方式,建立人机结合的智能系统,系统,使用PID控制器实现移动过程中定向天线的
8、自动对发挥各自特长,由机器人代替人去危险区域作业,用人的判断准,从而大大改善了移动中图像无线传输的性能。第三是利[4]能力和决策水平实施控制,从而提高系统的整体智能水平。用GPS数据和电子地图信息控制指挥站移动以接近被控机在遥操作系统中,驾驶者利用
