救援机器人无线局域网控制系统研究

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1、第27卷第2期贵州大学学报(自然科学版)Vo1．27No．22010年4月JournalofGuizhouUnive~ity(NaturalSciences)Apr．2010文章编号1000—5269(2010)02—0083—04救援机器人无线局域网控制系统研究赵军，谢晓尧2(1．贵州大学计算机科学与信息学院，贵州贵阳550025；2．贵州省信息与计算科学重点实验室，贵州贵阳550001)摘要：以一种履带式移动机器人作为控制平台，介绍了通过无线局域网对救援机器人进行远程控制的客户端一服务器端系统。构建了基于TCP／IP的机器人远程通讯协议，并采用了一种先进的视频传输技术实现了图像的实时传

2、输，从而实现了救援机器人的无线控制和实时监控。关键词：救援机器人；无线通信；远程控制；视频传输中图分类号：TP242．3文献标识码：A现代电子技术、计算机软硬件技术、人工智能分别驱动两条履带及4个攀爬臂，以相同脉冲驱动技术以及自动控制技术的飞速发展，促进了移动机时，实现直线前进或后退，以不同脉冲驱动时可器人在导航、视觉控制和遥控操作等关键技术领域实现曲线运动；当以相反脉冲驱动时，可以看成是的进步。为了使机器人能在特殊和危险环境中完绕固定轴的旋转运动，该轴过主、从动轴所确定平成某些特定的任务，如太空探索、海底探险以及在面的几何中心。4个攀爬臂由履带和支撑机构构人类不能到达或对人体有害的环境中

3、代替人工作成，所有关节都由伺服电机经谐波减速器进行驱业，有必要对机器人实施远程实时控制。移动机动。整个攀爬臂可绕垂直轴(z轴)旋转180。；对器人在与外部的通信方式选择上，由于其具有广于空间预设的位置和姿态，先驱动履带车到达可阔的运动空间，无线通信成为移动机器人所必须作业空间，再通过4个攀爬臂和履带车的1个旋具备的通信方式。在这种形势下，我们研制了一转自由度来实现救援机器人在废墟中的运动及灾种履带式救援机器人，需为其开发一套实用、可靠难环境的探测。图1为履带式移动机器人简图。的远程控制系统。该系统以一种履带式移动机器人作为服务器控制平台，以本地计算机作为客户端，在本地客户端与远方服务器端之

4、间通过TCP／IP实现对远程机器人的实时监控和控制。即在本地给出机器人的控制命令，通过网络发送到远端，然后由远端的机器人控制系统控制机器人执行相应的动作，同时由摄像机把机器人的动作进行实时采集，再把压缩后的图像数据通过网络传输到本地，最后通过解压缩还原成视频图像进行播放。该系统要解决的主要技术包括：控制命令的实时传输，对机器人的实时控制，视频图像的实时采集、压缩和传输，以及机器人运动数据信息的适时反馈。1履带式救援机器人平台履带式机器人由履带式移动机构和4个攀爬臂两部分组成。履带式移动机构由四台伺服电机图1履带式移动机器人简图收稿日期：2009—11—30基金项目：贵州省科学技术基金项目黔

5、科合J字(20082125)作者简介：赵军(1984一)，男，湖北松滋人，硕士研究生，主要研究方向：人工智能与模式识别、机器视觉、智能信息处理，Email：zhaojungzu@gmail．corn．·通讯作者：赵军，Email：zhaojungzu@gmail．com．贵州大学学报(自然科学版)第27卷2救援机器人无线控制系统的设计2．1救援机器人无线局域网控制系统的主要功能控制系统的主要功能有：①实现客户端对远方机器人运动的控制与实时监控，控制用户可以通过网络对远方机器人发出控制指令，然后根据机器人上传感器反馈的信息实现对远方机器人的实时监控和控制；②实现客户监控端对远方机器人某些参数

6、的设置，状态的检测与变换，数据检测及移动控制功能；③利用键盘、鼠标等方式完成客户端与远方机器人控制服务器端之间的智能交互和通讯；④实现用户控制端与移动机器人控制算法的动态链接。2．2机器人端软件实现机器人端程序主要用于采集激光传感器数据并发送；接收操作台上的控制命令；解析控制命令；按照控制命令通过串口给底层PLC控制板发送控制命令，来控制救援机器人上的驱动电机和攀爬臂；通过另外一个串口按照解析的控制命令控制云台摄像机的动作。机器人端程序界面如图2所示。矽0⋯．1l0≯≯≯0接受数据昱示车体～⋯一⋯～一一一婴摹耙臂～⋯～～～⋯⋯⋯云台撮像头⋯～一一一～图3控制命令流程图机被臀’一⋯⋯～～取消

7、鼬光佶感器{末杀图2机器人端控制界面左边“接收数据显示”区域显示当前解析后的控制命令，左下“激光传感器状态显示”区域显示激光传感器当前状态，同时当激光传感器出现故障或者不正常工作时显示错误信息。右边为启动和[关闭按键。程序流程图如图3所示。3．3操控端软件实现图4操控端程序界面操控端主要任务是：接收机器人端发送过来的令传输协议。使用面向链接的TCP协议进行通传感器信息并显示；采集无线视频信号并显示；监讯，虽然链接时要占用