防核防化偵察機器人人機交互技術研究.pdf

1、偵察機器人是用于進入情況不明、人員無法接近或高度危險區(qū)域執(zhí)行偵察任務的機器人，操作員通過人一機器人交互接口監(jiān)視機器人的姿態(tài)和工作狀態(tài)，遠程操縱機器人從事偵察、采樣和處理現(xiàn)場高危性事件等工作。本文結合霍英東教育基金項目“基于多傳感器信息融合的遙操作機器人建模與控制技術”以及與南京軍區(qū)裝備部合作研制“遠程遙控核化偵察機器人”的需要，重點研究了防核防化偵察機器人平臺的開發(fā)、基于超聲波和紅外傳感器的機器人測距系統(tǒng)的設計和基于VC++的人機界面的

2、設計。
　　 分析了防核防化偵察機器人的功能需求和機器人移動車體的設計，根據(jù)需要選擇了用于定位導航、運動控制和偵察工作需要的傳感器組件，建立了機器人的運動模型。設計了一個層次式的、具有模塊化、網(wǎng)絡化、局部智能等特點的電子系統(tǒng)硬件結構。提出了一個融合層次式控制體系和基于行為的控制體系優(yōu)點的混合式半自主偵察機器人體系結構。
　　 基于超聲波和紅外傳感器的測距原理，設計了偵察機器人的多傳感器測距系統(tǒng)，可測量10～500cm距離

3、內(nèi)存在的障礙物。采用超聲波和紅外兩種傳感器組成四組測距系統(tǒng)，采集機器人四個不同方位的障礙物信息，解決了單一傳感器測距盲區(qū)的問題，介紹了該系統(tǒng)的軟件和硬件設計。
　　 針對目前人-機器人接口存在的命令輸入不方便、顯示信息意義含糊、臨場感效果差等缺點，設計了具有安全性、專業(yè)性、適應性等設計要求的偵察機器人人機界面，通過它能夠實時監(jiān)視機器人運動狀態(tài)、姿態(tài)、以及顯示現(xiàn)場實時視頻，方便操作員對車體的運動控制、路徑規(guī)劃、機械手的操作控制等。