基于无线网络的机器人远程控制系统集成平台研究

摘要

本文研究工作源于实际生活中对于远程控制机器人完成恶劣条件下移动任务的实际需要以及机器人无线网络控制理论与优化研究的需求。基于无线网络的机器人远程控制系统集成平台能实现本地控制台对远程无线网络环境下的机器人硬件平台行走的控制、摄像头角度的调节、远程的视频采集、远程实时位置信息及行进轨迹在本地网络地图中的显示，可满足实际应用中对于无线网络机器人远程控制系统集成平台的基本需求。
　　本文主要工作内容如下：
　　(1)设计开发了基于无线网络的机器人远程控制子系统。通过对无线网络中控制指令传输协议的研究以及控制指令包格式的设计，实现了操作人员远程无线控制机器人硬件平台行进与摄像头转动的基本功能，并且利用超声波传感器实现了机器人的自动避撞功能。
　　(2)利用微软DirectShow技术，设计开发了机器人远程视频监控子系统。搭建了远程服务器端到本地客户端的无线视频传输框架，通过对视频传输协议的分析研究，开发实现了视频监控子系统中网络发送过滤器与网络接收过滤器。并借助LeadTools第三方编解码过滤器成功实现了服务器端的视频编码以及客户端的视频解码，完成了远程视频采集、编码视频传输、本地视频解码显示及存储等功能。
　　(3)利用Google Maps API设计开发了基于网络地图的机器人定位信息显示子系统，利用本地接收到的远程实时定位信息完成了远程机器人平台实时位置、行进轨迹在本地网络地图中的显示功能。
　　(4)对基于无线网络的机器人远程控制子系统、远程视频监控子系统、基于网络地图的机器人定位信息显示子系统进行了系统集成，完成了系统的整体功能。设计开发了基于无线网络机器人远程控制系统集成平台的客户端、服务器端控制程序，形成了一套集机器人远程控制、远程视频监控、远程地图定位等功能于一体的控制信息平台。
　　本文研究结果表明，基于无线网络的机器人远程控制系统集成平台具有可行性与良好的发展前景，能够适用于高速无线网络覆盖下的恶劣环境探索，厂区、社区巡逻等任务，并且可为无线网络控制理论的研究与实践提供良好的支撑平台。