移動(dòng)機(jī)器人視頻傳輸與遠(yuǎn)程控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在全球范圍的高速發(fā)展，以及各國(guó)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方面做出的努力，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在使用場(chǎng)景、應(yīng)用模式等方面都發(fā)生了很大變化。這些變化使得基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人可視化遠(yuǎn)程控制逐漸成為可能，并且在眾多領(lǐng)域都有很高的科研和使用價(jià)值。然而，實(shí)際應(yīng)用中受制于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在傳輸速率、覆蓋規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等方面的不足，很難保證視頻流傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和控制指令傳輸?shù)目煽啃?，這在很大程度上阻礙了移動(dòng)機(jī)器人視頻傳輸和遠(yuǎn)程控制技術(shù)的發(fā)展。本文對(duì)AS-R

2、F移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析，重點(diǎn)對(duì)無(wú)線視頻傳輸和控制指令傳輸兩個(gè)方面進(jìn)行深入的研究。
　　在移動(dòng)機(jī)器人無(wú)線視頻傳輸方面，傳統(tǒng)的無(wú)線視頻傳輸中面臨著視頻編解碼和流媒體傳輸控制兩大難點(diǎn)問(wèn)題，本文有針對(duì)性的對(duì)基于ICE協(xié)議的流媒體穿越技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)的分析和改進(jìn)。傳統(tǒng)的基于C/S架構(gòu)的實(shí)時(shí)視頻傳輸方案必須借助于遠(yuǎn)程服務(wù)器來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻流的中轉(zhuǎn)，而基于ICE協(xié)議的流媒體穿越方案首先提供端到端的實(shí)時(shí)視頻流傳輸，當(dāng)端到端的連接確實(shí)不可達(dá)

3、時(shí)才經(jīng)由TURN服務(wù)器進(jìn)行視頻流的中轉(zhuǎn)，基于ICE協(xié)議的流媒體傳輸很大程度上提高了視頻傳輸?shù)男?。針?duì)傳統(tǒng)ICE協(xié)議穿越方案無(wú)法對(duì)對(duì)稱型 NAT進(jìn)行有效穿越的弊端，應(yīng)用一種面向連接的思想來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。針對(duì)傳統(tǒng)ICE協(xié)議的流媒體穿越方案在性能和部署上的不足，借鑒Skype的解決方案，引入P2P的思想來(lái)進(jìn)行負(fù)載均衡，以此來(lái)解決隨著組網(wǎng)機(jī)器人和遠(yuǎn)程控制終端增加而帶來(lái)的系統(tǒng)負(fù)載問(wèn)題。
　　在移動(dòng)機(jī)器人控制指令傳輸方面，采用基于XMPP協(xié)議的

4、傳輸方案。由于XMPP協(xié)議是基于TCP的實(shí)時(shí)通信協(xié)議，一定程度上不僅提高了控制指令傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，而且提高了控制指令傳輸?shù)目煽啃?、擴(kuò)展性和安全性。
　　本文從流媒體穿越的性能測(cè)試和控制指令傳輸?shù)男阅軠y(cè)試兩個(gè)方面，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。在流媒體穿越的性能測(cè)試中，通過(guò)比較改進(jìn)前后穿越方案在三種不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下流媒體穿越的呼叫建立時(shí)間、端到端延時(shí)和丟包率，結(jié)果表明改進(jìn)方案在實(shí)時(shí)性方面有約17％的提高。在控制指令傳輸?shù)男阅軠y(cè)試中，主要測(cè)試不