章毅 胡石

摘要 現(xiàn)在信息技術(shù)越來越發(fā)達(dá)，采用移動機(jī)器人和無線遠(yuǎn)程控制技術(shù)相結(jié)合的思路，構(gòu)建計(jì)算機(jī)與機(jī)器人之間的無線網(wǎng)絡(luò)平臺，這一想法也有條件得到實(shí)現(xiàn)。在這一構(gòu)想中，平臺上可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，從而在計(jì)算機(jī)終端對機(jī)器人的工作狀況進(jìn)行監(jiān)控，真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào)，確保各種復(fù)雜環(huán)境下機(jī)器人都能良好的完成規(guī)定任務(wù)。

[關(guān)鍵詞]智能 移動機(jī)器人 遠(yuǎn)程監(jiān)控

近來無線通訊技術(shù)的盛行給人們帶來了可以擺脫有線電纜，實(shí)現(xiàn)無線條件下進(jìn)行精確信息傳輸?shù)谋憷?，確保人們在日常工作勝過中可以通過網(wǎng)絡(luò)資源或者是互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備進(jìn)行信息交互。智能移動機(jī)器人在實(shí)際工作中經(jīng)常需要在各種復(fù)雜條件下進(jìn)行工作，傳統(tǒng)的有線通信方式則顯然會給這一過程帶來極大的阻礙，因而如何擺脫電纜的束縛、實(shí)現(xiàn)無線電通信和智能移動機(jī)器人相結(jié)合就成為具有重要意義的話題。無線通信方式具有建立簡單方便、具有良好的適用性以及足夠抗干擾能力等有點(diǎn)，這也是無線通信技術(shù)控制智能移動機(jī)器人的最大優(yōu)勢所在。

1 無線通信標(biāo)準(zhǔn)

由于通信對象具有特異性，因而采用標(biāo)準(zhǔn)無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控智能移動機(jī)器人。802.llb的無線通信技術(shù)具有傳輸速度快、抗干擾性高、能夠自動調(diào)節(jié)傳輸速度等特性，在通信過程中能夠有效的保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。與此同時(shí)其具有足夠的有效長度，可以確保智能移動機(jī)器人的活動特點(diǎn)得到滿足。同時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)的兼容能力很強(qiáng)，在原網(wǎng)絡(luò)上裝上AP之后就可以直接進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)通信過程，和有線局域網(wǎng)有著同樣的便利性。

2 移動機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式

通常對于遠(yuǎn)程機(jī)器人的控制方式包括了離散命令控制以及監(jiān)督控制和連續(xù)命令的方式，其中連續(xù)命令控制方式作為最傳統(tǒng)的命令方式，具有較高的精度，但是在控制之前需要進(jìn)行大量的采樣，下位機(jī)不許要完成了對于上位機(jī)控制命令的采集才能正常工作，因而控制效率具有一定的局限性，不能應(yīng)對遠(yuǎn)程控制中對于控制方式復(fù)雜多變性的需求。監(jiān)督控制的過程屬于遠(yuǎn)程自主的控制方式，上位機(jī)操作者對于遠(yuǎn)程機(jī)器人的操作過程進(jìn)行一個全程的監(jiān)督，同時(shí)可以通過人工控制來對機(jī)器人的運(yùn)作進(jìn)行干預(yù)，這對于機(jī)器人要求較高，終端的機(jī)器人具有一定自主的能力。在操作過程中通過終端機(jī)器人獲得的信息來執(zhí)行操作，同時(shí)通過操作分級的方式來確保人工干預(yù)的優(yōu)先級，但是如果要確保這一環(huán)節(jié)中的運(yùn)行性能，就要強(qiáng)化機(jī)器人只能的水平。

3 智能移動機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

智能移動機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中主要包含了控制器和具體監(jiān)控系統(tǒng)，通過下行機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)到上行機(jī)的結(jié)構(gòu)來完成對信息的傳遞。

3.1 選擇控制器

機(jī)器人在執(zhí)行過程中極大程度上以來運(yùn)動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的適用與否將會直接影響到智能機(jī)器人運(yùn)動過程中對任務(wù)執(zhí)行的準(zhǔn)確性以及參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定性。因此在控制器方面選擇目前功能最強(qiáng)大的多軸控制器PMAC，確保智能機(jī)器人有條件實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性操作，進(jìn)而可以有完成復(fù)雜操作的條件。這一思路已經(jīng)開始廣泛的受用在各大機(jī)床或者機(jī)器人系統(tǒng)當(dāng)中。與此同時(shí)為了確保移動機(jī)器人運(yùn)動的精度，采用PMAC配套的控制卡以及額外的擴(kuò)展卡來對程序進(jìn)行計(jì)算。如此一來智能機(jī)器人的計(jì)算機(jī)可以同時(shí)來針對不同的控制對象來進(jìn)行參數(shù)的調(diào)控以及語言編寫等措施。

3.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

對于智能移動機(jī)器人實(shí)施監(jiān)控的過程中，需要有一定的設(shè)備對其任務(wù)和運(yùn)行進(jìn)行記錄，這一套系統(tǒng)可以歸納為上位機(jī)、無線網(wǎng)以及下位機(jī)三個部分。其中上位機(jī)是工控機(jī)以及公司對應(yīng)的無線服務(wù)，下位機(jī)則是自行研發(fā)的智能機(jī)器人以及端口。在控制器和下位機(jī)的連接當(dāng)中不需要采用特殊方法，僅需將兩者串口直接用交叉線連接起來即可。在設(shè)計(jì)的過程中主板和外部設(shè)備之間的通信過程需要通過并口的方法實(shí)現(xiàn)，然而在智能移動機(jī)器人和遠(yuǎn)程系統(tǒng)結(jié)合的實(shí)際操作中考慮到通信成本問題，使用串行通信的方法來完成上位機(jī)和機(jī)器人之間的通信過程。這里的串行通信方法具體是指在外部設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間以數(shù)據(jù)線和控制線為連接方式，將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一位一位的按幀數(shù)傳輸，每組固定長度的數(shù)據(jù)都會有固定的傳輸時(shí)常，確保傳輸信息的完整性。在串口通信硬件的組成當(dāng)中可以采用特殊的單板機(jī)，設(shè)置四個獨(dú)立串口，確保多個串口進(jìn)行通信的時(shí)候依然能夠正常工作，然后遠(yuǎn)程控制的計(jì)算機(jī)和板式機(jī)之間通過無線串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，然后二次傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)當(dāng)中，在這一過程則是通過信息隧道的方式將串行數(shù)據(jù)進(jìn)行一次處理然后再進(jìn)行輸送。上位機(jī)的工作比較簡單，僅僅需要通過固定的操作系統(tǒng)對軟件進(jìn)行定向，就可以完成虛擬串口的任務(wù)。而Windows的應(yīng)用軟件不需要加以內(nèi)容修改就具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，因而可以說十分契合這一環(huán)節(jié)。在實(shí)際操作過程中結(jié)合到工作任務(wù)以及環(huán)境情況，再考慮到人們對于無線控制的期望，采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為通信網(wǎng)絡(luò)個比較合格，可以有效的執(zhí)行對于智能機(jī)器人的控制。

4 結(jié)束語

作者將無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)當(dāng)中的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和智能移動機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相結(jié)合，確保監(jiān)控系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的到智能移動機(jī)器人的運(yùn)行情況，并獲得其位置等有關(guān)信息。通過實(shí)驗(yàn)得到了一些參數(shù)，表明這一監(jiān)控系統(tǒng)能夠在復(fù)雜條件下準(zhǔn)確得到智能移動機(jī)器人運(yùn)行的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，且面對一些不常見的復(fù)雜問題也能夠進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)每個模塊正常工作的目標(biāo)，完成了對于遠(yuǎn)程智能移動機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。

參考文獻(xiàn)

[1]朱曉慶，陳巖，阮曉鋼，陳志剛，肖堯，&林佳等，基于智能手機(jī)的移動機(jī)器人控制系統(tǒng).CN10561105 3A，2016.

[2]燕飛，基于Android平臺的移動機(jī)器人遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)[D].（Doctoraldissertation，浙江理工大學(xué)，2014.

[3]曹晟，移動機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D].（Doctoral dissertation，中南大學(xué)，2015.

[4]馬曉輝.移動機(jī)器人路徑規(guī)劃研究及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].（Doctoraldissertation，云南大學(xué)，2015.

[5]王展妮，張國亮，武浩然，歐信非，&胡鑫，融合自主漫游及遠(yuǎn)程監(jiān)控的圖書館移動機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然版），2017，38 （03）：391-396.