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基于网络的机器人遥控系统

  • 简介:摘 要本系统的功能是通过web浏览器实现对远程机器人的控制。一方面,用户在本地发送控制命令给远端的机器人,由远端机器人系统对控制命令加以解释、执行,从而控制机器人完成相应的动作;另一方面,由远端的摄像机把现场的...
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[目录]
第1章 绪论
第2章 系统概述
第3章 WWW服务器及ISAPI服务器扩展应用
第4章 ActiveX控件技术
第5章 视频监控的DirectShow解决方案
第6章 系统运行与测试
第7章 结论

[摘要]
本系统的功能是通过web浏览器实现对远程机器人的控制。一方面,用户在本地发送控制命令给远端的机器人,由远端机器人系统对控制命令加以解释、执行,从而控制机器人完成相应的动作;另一方面,由远端的摄像机把现场的图像加以采集,并实时传输到远程客户机的web页面上。系统采用B/S(浏览器/服务器)模型,由Internet服务器和机器人服务器构成的两层服务器结构建立了一个基于web的遥操作机器人系统。该系统允许任何地方的使用者通过web浏览器对一台五自由度示教再现机器人进行控制,同时提供了一个有效的方法,将图像压缩技术和实时传输技术结合起来,使得可以在Internet上实现机器人现场图像的远距离传输。
与以往的解决方案不同,本文以ActiveX控件的形式解决了基于Web的控制界面问题,使得远程控制的功能更灵活,更强大,也使得基于DirectShow技术的实时视频监控得以实现;以ISAPI服务器扩展编程的方式建立的WWW服务器,具有更高的运行速度和效率。

[正文]
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1954年美国人乔治?德沃尔设计了第一台电子程序可编的工业机器人,并于1961年发表了该项机器人专利。1962年,美国万能自动化 (Unimation)公司的第一台机器人Unimate在美国通用汽车公司投入使用,这标志着第一代机器人的诞生[1]。从此,机器人开始成为人类生活中的现实。在近50年间,机器人从无到有、从静止到可移动、从爬行到学会了走路、从地面到深海和空间,在世界各个领域和人们生活的众多方面忠诚地为人类服务,作出了不可磨灭的贡献,并促成机器人自身的迅速发展,现已发展成为一门涉及到电子学、计算机科学、控制理论、传感器技术、机械工程、仿生学、人工智能等多个学科领域的交叉性学科—— 机器人学[2]。
遥操作机器人 (即机器人的远程控制)科学作为机器人学的重要分支,一直受到人们的广泛重视和关注。20世纪50年代,R.Goertz开发了远程操作机械手,并将其应用于Los Alamos的辐射区,从此便诞生了机器人遥操作,它的出现和应用,在一定程度上将人类从一些危险、极限、不易到达的环境中解放出来,如辐射区、地下采矿、深海作业和航空航天等等。在操作者和控制对象之间存在远距离跨度约束的情况下,遥操作机器人技术可以实现人与机器人的交互操作,帮助人类实现感知能力和行为能力的延伸,将操作者、机器人和控制对象闭合到一个环路中,使得人们能够不必亲临现场,而是通过安装在机器人身上的各种传感器采集现场的有关数据、图像和声音等信息,在网络视频传输技术和虚拟现实技术的帮助下,操作者可以实时地感知机器人及其现场信息,实现远距离控制机器人来完成一些操作,达到交互控制操作对象的目的。
基于网络的遥操作机器人系统是由机器人、通信网络、计算机、相应的软硬件等设备以及操作人员组成的系统,按其应用方向和研究的技术侧重点的不同,可以分为两大类:基于Internet的力觉临场感遥操作机器人系统与基于Web的机器人远程控制系统[3]。
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[参考文献]
[1]蔡自兴.机器人学[M].北京:清华大学出版社,2000,  1-2.
[2]诸静. 机器人与控制技术[M].杭州:浙江大学出版社,1991,  1-2.
[3]赵明国. 基于Internet的遥操作机器人系统的研究[D] . 哈尔滨工业大学博士学位论文,2001,4
[4]陈辉. 带有力觉和触觉临场感的灵巧手主从系统的设计[J].机器人.1998年11月,Vol.20, NO. 6,437-441.
[5]沈进棋. 基于网络的机器人控制系统研究与实现. 浙江大学硕士论文,2004,1-5
[6]Ken Goldberg. The Robot in the Garden: Telerobotics and Telepistemology in the Age of the Internet-Chapterl : Introduction. MIT Press, 2000
[7]Ken Goldberg, Michael Mascha et al. http://www.use.edu/dept/raiders,1994
[8]K.Taylor and J.Trevelyan . Australia's telerobot on the web.In 26th International Symposium on Industrial Robotics,1995: 39-44
[9]任昊星,翁海华等. 基于Web的机器人遥操作的研究与实现[J].计算机工程.1999, 25 (5): 64-65
[10]钱江,苏剑波,席裕庚.Java Applet和服务器组件技术的Web机器人遥操作[J].计算机工程.2001,27(6):37-38
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[原文截取]
摘 要
本系统的功能是通过web浏览器实现对远程机器人的控制。一方面,用户在本地发送控制命令给远端的机器人,由远端机器人系统对控制命令加以解释、执行,从而控制机器人完成相应的动作;另一方面,由远端的摄像机把现场的图像加以采集,并实时传输到远程客户机的web页面上。系统采用B/S(浏览器/服务器)模型,由Internet服务器和机器人服务器构成的两层服务器结构建立了一个基于web的遥操作机器人系统。该系统允许任何地方的使用者通过web浏览器对一台五自由度示教再现机器人进行控制,同时提供了一个有效的方法,将图像压缩技术和实时传输技术结合起来,使得可以在Internet上实现机器人现场图像的远距离传输。
与以往的解决方案不同,本文以ActiveX控件的形式解决了基于Web的控制界面问题,使得远程控制的功能更灵活,更强大,也使得基于DirectShow技术的实时视频监控得以实现;以ISAPI服务器扩展编程的方式建立的WWW服务器,具有更高的运行速度和效率。
关 键 词:机器人,远程控制,ActiveX,ISAPI,DirectShow
论文类型:应用研究、软件开发
ABSTRACT
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