基于嵌入式Linux的小型移动机器人远程控制系统设计

摘要

本文对基于嵌入式Linux的小型移动机器人远程控制系统进行了 研究。主要内容包括： (1)构建了基于嵌入式IJnux的系统平台，包括引导装载程序、Linux内核移植、USB无线网卡和USB摄像头的驱动程序； (2)实现了移动机器人运动控制与传感器信息采集，包括调速电机的控制、内部传感器信息采集、图像信息采集，及无线传感网络数据的获取； (3)设计了基于socket连接的机器人网络控制服务器，包括采用TCP传输协议的服务程序编写和控制接口的实现； (4)构造了基于Web服务器Boa的机器人远程监控系统，实现基于网页的机器人控制、图像信息的发布、机器人状态信息和无线传感网络数据的查询等； (5)采用USB接口和R$232接口实现机器人底层控制与上位机的连接，增强了系统的开放性和扩展能力。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1研究背景

1.2国内外移动机器人远程控制的研究现状

1.2.1移动机器人的研究

1.2.2机器人远程控制的研究

1.3嵌入式技术的发展

1.3.1几种典型的嵌入式操作系统

1.3.2嵌入式Linux系统的优势

1.4课题来源与主要研究内容

1.5论文的主要结构

第2章系统体系结构与硬件平台设计

2.1常见的机器人远程控制系统架构

2.2系统体系结构

2.2.1机器人控制系统平台

2.2.2机器人运动控制与传感信息采集

2.2.3机器人服务器

2.2.4客户端

2.3系统硬件平台设计

2.3.1主控制板

2.3.2运动控制与内部传感单元

2.3.3其它

2.4本章小结

第3章机器人控制系统平台构建

3.1嵌入式Linux系统的开发模式

3.2系统引导装载程序Bootloader开发

3.2.1 u-boot启动流程

3.2.2 u-boot的移植

3.2.3 Linux内核的引导

3.3 Linux内核的移植

3.4无线网卡与摄像头设备驱动程序

3.4.1 USB无线网卡驱动程序移植

3.4.2 USB摄像头驱动程序移植

3.5本章小结

第4章机器人运动控制和传感信息采集

4.1机器人运动控制与内部传感器信息采集

4.1.1与上位机命令接口的定义与实现

4.1.2机器人运动控制的实现

4.1.3内部传感器信息采集

4.1.4行为控制

4.2基于Video4Linux的USB摄像头图像采集

4.3无线传感器网络接入

4.3.1无线传感器网络与移动机器人的协作

4.3.2无线传感器网络的信息提取

4.4本章小结

第5章机器人网络控制服务器和远程Web监控

5.1机器人网络控制服务器

5.1.1 Linux下的socket编程

5.1.2机器人网络控制服务器的接口定义与实现

5.1.3机器人网络控制客户端程序示例

5.2机器人远程Web监控

5.2.1嵌入式Web服务器Boa的移植

5.2.2 CGI控制程序设计

5.2.3机器人状态信息查询

5.2.4无线传感网络信息发布

5.2.5基于Web的图像信息发布

5.2.6基于Web的机器人运动控制

5.3典型示范应用

5.4本章小结

第6章总结和展望

6.1工作总结

6.2工作展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目