移動機器人遙操作系統(tǒng)設計.pdf

1、第三次工業(yè)革命以來，隨著機器人控制技術的不斷更新和網絡通信技術的發(fā)展，促使一個新的研究熱點的產生。就是將機器人控制技術與網絡通信技術有效地結合在一起，在機器人原有控制的基礎上實現(xiàn)網絡化，形成了基于網絡通信的遙操作機器人。本設計就是借助網絡這個信息通信方式進行數(shù)據傳輸、發(fā)送指令，達到遙控移動機器人的目的。
　　本設計主要實現(xiàn)的是移動機器人和PC機之間的無線通信，通過網絡進行信息傳輸，把控制指令傳達給遠端機器人。整個系統(tǒng)以NIOSII

2、嵌入式軟核、uC/OS-II實時操作系統(tǒng)以及NicheStack TCP/IP協(xié)議棧為基礎；利用NIOSII嵌入式軟核具有的軟硬件協(xié)同設計能力，設計了移動機器人的整個遙操作系統(tǒng)；通過uC/OS-II實時操作系統(tǒng)完成對網絡芯片DM9000A通信流程以及系統(tǒng)中的其他任務調度和管理；借助NicheStack TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)系統(tǒng)的網絡通信功能。最終完成了通過無線網絡對移動機器人的遠程控制。
　　本設計基于嵌入式系統(tǒng)技術SOPC，完成

3、了機器人遙操作系統(tǒng)的總體設計。又包括軟件和硬件設計。系統(tǒng)的硬件設計包括無線通信網絡模塊、視頻圖像采集模塊、電機驅動控制電路、光電碼盤信息采集模塊，以及超聲波、地磁傳感器和GPS數(shù)據采集模塊。進行了系統(tǒng)SOPC的開發(fā)，由硬件（Quartus II和SOPC Builder）和軟件（Nios II IDE）兩部分組成。硬件開發(fā)包括生成整個NIOSII系統(tǒng)和系統(tǒng)外的PLL模塊、光電碼盤、超聲波信息采集模塊、視頻信息初始化和采集模塊。SOPC的

4、軟件開發(fā)是依靠內嵌的uC/OS的實時操作系統(tǒng)對整個系統(tǒng)任務的調度和管理。遙操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)還編寫了PC端人機交互界面，在上位機顯示通過無線網絡傳輸回來的數(shù)據，包括移動機器人周圍環(huán)境的視頻圖像和機器人的地理坐標信息。操作人員可以借助人機界面發(fā)出指令對移動機器人進行遙控操作，完成相應的動作。
　　最后對系統(tǒng)設計進行了實驗驗證，通過設計的無線網絡，可以遙操作機器人到達指定位置，前進途中攝像頭會獲取周圍的環(huán)境圖像信息，然后利用無線網絡傳