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预估控制下的实时网络遥操作移动机器人
  • ISSN号:1002-0446
  • 期刊名称:《机器人》
  • 时间:0
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]华南理工大学自动化科学与工程学院,广东广州510640, [2]香港中文大学机械与自动化工程学系,香港新界沙田, [3]海军兵种指挥学院,广东广州510430
  • 相关基金:国家自然科学基金重点资助项目(60334010);国家自然科学基金资助项目(60474047);广东省自然科学基金资助项目(06105413).
中文摘要:

构建了能使操作者通过Internet远程实时控制的移动机器人系统。为了补偿网络时延和抵消其对遥操作系统的影响,基于我们以前提出的改进型Smith预估器原理,采用了预估控制策略。为了保证系统稳定性和透明性,基于主从端的传感器信息交换,设计了一个动态模型管理器,其中模型和力反馈误差调节通过模糊控制实现。除了力反馈外,为了增强遥操作的实时性,引入了预估的虚拟显示。为了精确地预测网络时延,提出了一个新颖的时钟同步算法。为了降低时延抖动,结合我们提出的两个算法,实现了数据缓冲策略。最后,通过长距离的网络遥操作实验验证了系统和控制策略的实用性和有效性。

英文摘要:

This paper presents a system that enables the remote operator to control a mobile robot with real-time control style via Internet. To compensate network delay and cancel its impact on teleoperation system, we adopt a predictive control scheme based on a modified Smith predictor we proposed previously. To guarantee system stability and transparency, a dynamic model manager isdesigned based on sensor information exchange between the master and slave sides, where model and force feedback errors are regulated with a fuzzy controller. In addition to force feedback, a virtual predictive display is introduced to enhance the real-time efficiency of teleoperation. To predict time delay precisely, a novel timer synchronization algorithm is proposed. To decrease delay jittering, a data buffer scheme is achieved with the two proposed algorithms. The usefulness and effectiveness of the developed method and system are validated by teleoperation experiments through Internet at a long distance.

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期刊信息
  • 《机器人》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院沈阳自动化研究所
  • 主编:王越超
  • 地址:沈阳市南塔街114号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:jqr@sia.ac.cn
  • 电话:024-23970050
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0446
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1137/TP
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊(2000年)
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11997