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随着互联网技术的迅猛发展,使得通过网络实现远程控制成为可能。由于Internet的引入,基于Internet的机器人远程控制系统极大地延伸了控制系统的距离。因此近年来基于Internet的远程控制技术已经成为国内外的热门研究领域。
本文主要分为三部分,第一部分对远程控制中的关键问题,即时间延迟问题做了详细的讨论。首先介绍了时间延迟产生的原因和构成及时间延迟会对远程控制系统造成哪些影响;其次提出了测试网络时间延迟的方法并建立了网络时间延迟的计算模型及设计了相应的测试程序;最后提出了减少远程控制系统时间延迟的措施。
第二部分着重讨论了机械臂远程控制系统中视频监控模块的设计与实现。根据视频监控模块强调实时性的特点,系统采用RTP协议族作为视频数据的传输协议并详细讨论了RTP协议族的各个协议;此外,对视频数据的编码、解码、压缩采用MPEG-4标准并结合DirectShow技术实现视频监控模块;最后,应用C/S模式设计实现了视频监控模块的客户端与服务器端程序。
第三部分首先在对GRB四自由度机械臂做了简单介绍的基础上,从杆件空间位置姿态描述出发推导出杆件平移、旋转运动的位姿变换矩阵。通过建立固高机械臂模型推导出固高机械臂运动学正解及逆解方程,为机械臂本地及远程控制的实现奠定了基础;其次讨论了机械臂远程控制的实现,在实现了本地控制的基础上进一步实现远程控制,远程控制中主要解决的是控制命令的传输问题,根据控制命令的特点采用TCP协议作为传输控制协议:此外,对机械臂轨迹规划、速度规划及控制命令的编码、解码问题也做了相应的讨论。