机器人视觉临场感及遥控系统中的无线通信技术的研究

摘要

随着人工智能的研究逐渐形成规模并迅速发展成为一门崭新的学科，机器人技术和应用领域也得到了发展。如今，机器人已不仅仅是简单替代人类进行生产劳动的工具，它已经开始具备类似人类智能的学习、推理、决策等能力，广泛应用于工业制造、航天航空、国防、医学护理等领域，其应用前景日趋广泛。同时，如何为地面移动机器人配置实用、可靠的遥控设备，实现良好的人机交互功能成为地面移动机器人研究的主要课题。 本论文是以清华智能车THMR-V系统为研究背景，重点讨论了机器人视觉临场感及遥控系统中的图像无线传输系统和数据无线通信系统。在图像无线传输部分，重点讨论了一种新的调制传输技术OFDM，研究了它的理论意义和实际测量结果，并用Okumura模型具体分析了影响系统可靠性的因素以及如何提高可靠性的方法，获得了把这种技术应用于机器人系统中能够确切提高图像无线传输的质量和效果的结果。在数据无线通信部分，从软、硬件两方面尝试改进，通过理论上用Okumura模型计算预测分析和实际系统的现场数据测试，比较得出了设备的优劣，在硬件上做出选择，并对软件通信程序进行了设计和改进，同时分析影响数据通信可靠性的因素以及如何获得提高可靠性的方法。

目录

文摘

英文文摘

致谢

序

1引言

2视觉临场感及遥控系统的研究背景

2.1关于移动遥操作机器人的研究

2.1.1智能移动机器人

2.1.2遥操作机器人

2.1.3 临场感技术

2.2国内外智能移动机遥操作机器人的发展现状

2.2.1国外智能移动机器人发展现状

2.2.2国内智能移动机器人发展现状

2.2.3论文主要研究工作

3视觉临场感及遥控系统的关键技术及结构

3.1视觉临场感及遥控系统的关键技术

3.1.1图像的无线传输技术

3.1.2数据的无线通信

3.2系统的结构及组成

3.2.1移动机器人站MRS

3.2.2移动指挥站MCS

4多载波宽带无线通信技术

4.1 OFDM技术的背景

4.1.1概述

4.1.2多载波调制

4.2 正交多载波调制技术(OFDM)原理

4.2.1 OFDM系统的调制和解调

4.2.2 OFDM的保护间隔和循环前缀

4.2.3 OFDM的参数选择

4.3 OFDM的优缺点及其应用

4.3.1 OFDM调制技术优缺点

4.3.2 OFDM技术的应用

5图像无线传输系统的设计与实现

5.1图像无线传输系统的构成

5.1.1系统要求及技术指标

5.1.2图像无线传输设备选择

5.1.3 TransVideo1200技术指标

5.2 COFDM传输方案

5.2.1传输模式

5.2.2系统结构

5.3图像无线传输设备的性能及使用

5.3.1电台的配置及参数设置

5.3.2 Okumura模型移动通信覆盖半径预测

5.4现场实验及实验结果

5.4.1现场实验

5.4.2实验结果及分析

6数据无线通信的设计与实现

6.1数据无线通信系统软硬件总体结构

6.1.1数据无线系统的构成

6.1.2系统软件功能与设计

6.2数据通信电台的功能及使用

6.2.1数据电台的选择

6.2.2电台的配置安装

6.2.3电台参数设置

6.2.4 Okumura模型移动通信覆盖半径预测

6.3实测结果及分析

6.3.1现场实验

6.3.2影响数据电台通信可靠性的因素

6.3.3提高数据电台可靠性的措施

6.4串口通信软件实现

6.4.1串口通信软件流程

6.4.2串口的初始化

6.4.3串口的读操作

6.4.4串口的写操作

6.5无线通信数据的格式

6.5.1遥操作命令数据包

6.5.2车体状态信息数据包

6.5.3工作模式切换数据包

6.5.4优先级更改请求和返回

7总结与展望

7.1论文总结与结论

7.2改进与展望

参考文献

作者简历

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