移动机器人平台毕业设计

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2 移动机器人平台

2.1 引言

Pioneer是Active Media公司生产的一种移动机器人系列，这个系列有两轮驱动（室内移动机器人），也有四轮驱动的（室外移动机器人）（如图2-1所示）。这是一类小型移动机器人，其结构是由SRI International公司斯坦福大学的Kurt Konolige博士开发出来的。

图2-1 Pioneer 机器人系列

Pioneer Ⅰ是最初的设计型号，它引入了基于西门子68HC II的微控制器和PSOS（Pioneer Server Operating System）软件。它被设计在室内坚硬平整地面上移动，拥有坚固防滑的橡胶轮胎，还有一个双轮差分可反向驱动的系统，以及一个用于支撑的方向轮。

Pioneer II是Pioneer Ⅰ的改进型，它采用了西门子20MHz高性能的88C166微控制器。带有精度更高的轮式编码器来定位﹑测距。它还拥有面向360度范围的声纳环（前面8个，后面8个），基本达到了无缝测量。软件方面，Pioneer II采用的是P2OS（Pioneer 2 Operating System），它对Pioneer Ⅰ是向下兼容的，

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扩展了原来的PSOS软件。

2.2 Pioneer II移动机器人硬件平台

Pioneer 2-Dx型机器人长44.5cm，宽40cm，高24.5cm ，重9kg，可载重23kg，最大的平移速度为1800mm/sec，最大的旋转速度为360deg/sec[35]。它提供了一个内嵌的西门子88C166微处理器(20MHz)，负责低层次的数据处理和命令执行。另外，它具有如下基本设备：十六个声纳测距装置、一个激光测距仪、十个避碰传感器、一个Cannon EVI-D30摄像头、一个遵循802.11b规约的无线网卡和两个RS-232串行接口等。在装满电池的情况下，该移动机器人可以连续运行近8个小时。这种机器人是即插即用（Plug and Play）的。除了上面说的这些部件外它还可以挂载其他传感器和一些附件。这些部件都是由车载微控制器（Onboard microcontroller）和移动机器人服务器端软件来控制管理的。

我们智能与复杂系统实验室使用的是DX型移动机器人，它主要由下列部件构成：控制台，通讯端口，摄像头，激光测量部件，声纳，轮式编码器，避碰传感器，语音系统，电子罗盘以及蓄电池。

2.2.1控制部件

Pioneer II控制部件包括微控制器和控制面板。微控制器就在控制面板下方，主要用于控制传感器，从传感器读取数据。并根据传感器数据由控制算法得到控制量，从而把控制量施加到驱动设备，完成本次任务。

控制面板一部分是与甲板连在一起的，另外一部分位于机器人的一侧。如图2-2所示。它包括一个液晶显示屏LCD，主要用来现实移动机器人的运行状态﹑内部信息以及相应的报警信息，比如说电池电量不足。在控制面板上还有一个MOTOR和RESET控制按钮以及相应的指示灯，是用来控制移动机器人运动的硬件开关；同时控制面板上还带有一个9针的D型接头串行口。

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图2-2 Pioneer Dx 移动机器人外观

2.2.2 传感器部件

1）Pioneer II带有两个声纳阵列，其中8个安装在移动机器人前面部分，构成一个半圆环（如图2-3所示），用来探测前方和两侧。另外8个安装在移动机器人后部，也同样构成一个半圆环，用来探测后方和两侧。在我们的实验中声纳主要目的是探测机器人周围物体位置及距离信息，这些信息用来识别周围环境特征，以及避开障碍物进行导航。在图2-3中我们可以看到，两列声纳环布置是以20度为间隔的，这样保证了180度的探测范围，从而两个声纳阵列就可以知道周围360度范围的环境信息。每个声纳发射频率是25Hz，探测范围是10cm~5m，其发射模式可以有软件来控制，在默认情况下前方是从左至右，后方是从右至左的。同时我们可以调整声纳增益，在小的增益情况下，声纳对外部噪音和错误回声灵敏度相对要小，但降低了检测小物体的能力。

2）Pioneer DX采用了轮式编码器，它是一个高精度的光学积分编码器，每一圈产生9850个滴答（19滴答/毫米）。在我们实验中它主要用来精确定位，以及检测机器人移动速度。

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图2-3 Pioneer DX 声纳位置图

2.3 Pioneer II移动机器人仿真平台

Pioneer系列移动机器人软件都是由konolige博士开发的。它主要是一个客户机/服务器（Client/Server）结构，在Pioneer II中，运行在单片机中的P2OS(Pioneer 2 Operating System)是作为服务器端，它通过串行端口与客户端连接。

Pioneer II-DX机器人的软件操作平台是基于Linux的, Linux是unix的一种免费版本，其网络功能强大、安全性能强、代码是开放式的，因此受到用户的欢迎。同时Activmedia Robotics公司提供了一个软件开发平台Aria。开发者在Aria平台上用c++或c编写的程序放到移动机器人的本体上。本地PC机可与机器人组成一个小局域网，通过无线网卡来访问机器人，并且利用Telnet登陆机器人系统来激活程序。Aria是由c++语言编写，源代码是开放的，因此可以用它集成用户自己的控制软件。它既支持单线程，也支持多线程，使客户端较容易地控制和管理机器人服务器，以及移动机器人本体上的传感器。它具有自己强大的类库，来支持对机器人所有硬件以及运动的控制。它对于机器人控制

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来说是底层的，主要负责串口通信，包的发送，多线程管理，附件控制等[35]。Saphira 建立在Aria 之上，内嵌有Aria ，并加入了Colbert 语言。Saphira 提供了更友好的界面和效率更高的编程语言。Saphira/Aria 的体系结构如图2-4所示。

Saphira/Aria 客户端体系

结构

图2-4 Saphira/Aria 的体系结构 图2-5 控制结构图

Pioneer II 自主移动机器人完整控制结构如图2-5所示，机器人本体上包括

所有的传感器、执行器、电源等附属设备以及一台Siemens 88c166单片机构成下位机，同时还包括一台运行linux 装备无线网卡的PC 机（配置为penitum233，32M 内存）作为上位机，要强调的是上位机和下位机都是装置在机器人本体上的。

上/下位机构成Client/Server 结构，作为下位机的单片机上运行固化在

EEPROM 内的微型操作系统P2OS ，作为一个接收请求，提供服务的服务器，负责将机器人执行器件和传感器的信息简单处理之后打包通过RS －232端口发给上位机，同时处理上位机通过RS －232串口发出的控制指令和其它操作请求，具体执行机器人各种硬件设施的操作；作为上位机的Linux 主机在通过串口与下位机建立连接之后，有两种选择，即可以直接利用获得信息控制机器人，也

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可以通过TCP/IP的连接仿真一个网络上的机器人服务器，这时可以让异地的计算机通过网络连接实现对机器人的控制、对于异地计算机未说，除了连接机器人的方式不是通过串口而是通过Socket连接之外没有任何其他的差别。

总的来说，Saphira/Aria与Pioneer server的结构提供了自上而下的分层控制结构，给用户的分层结构算法提供了较好的实现基础，在软件层面上（就是从Pioneer II串口信息传出之后）可以直接实现对底层的控制，对研究人员对软硬件的充分利用和二次开发提供了一定的便利。另外一方面，Pioneer II的手册提供了所有串口信息和命令包的协议规程，这也为用户自行设计独立的应用程序提供了较好的基础

2.4 Pioneer II移动机器人通讯控制平台搭建

我们实验室的机器人软件操作平台是Linux系统，即机器人嵌入式控制平台的上层是Linux系统，它作为通讯的服务器端；而作为通讯的客户端我们使用的也是Linux系统，他主要发送控制指令和监视机器人移动状况。在这里因为控制命令要求准确无误的发送到移动机器人，因此采用面相连接的，端对端的可靠性高的TCP协议来实现；对于数据量大机器人位置状况及运动情况信息我们要求的是及时发送大量数据，所以在这里采用的是时延性短的广播式协议UDP来实现的。这里有必要先介绍一下基于socket网络编程。

2.4.1 基于socket的网络编程

socket编程的基本模式是Client/Server。Server端首先调用socket创建一个一定类型的socket，然后通过bind函数将这个socket绑定到一个Client知道的端口上，接着Server调用listen函数设置倾听队列的长度，为接收来自Client端的请求做准备，而后Server调用accept，开始在所绑定的端口倾听来自Client端的连接请求。如果socket被设置成阻塞方式，accept调用将被阻塞，进程被挂起，直到Server 收到来自Client的请求后，accept才返回。

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Client端通过socket调用创建一个一定类型的socket。然后调用connect函数向Server所在的主机发送连接请求，连接时，需要指定Server所在的主机的IP地址和Server倾听的端口号，连接的报文包含了Client端的初始的序号SYN a和MSS

＝1460信息（最大数据段的大小）。

正在倾听来自Client的连接请求的Server受到Clientde连接请求后，Server从Client调用中返回。Server将会向Client端发送Server端初始的序号SYN，Server

对Client端的SYN a的确认ACK＝a＋1，还有本端的最大数据长度MSS。

当Client端接收到Server端的回应时，将发出对Server请求的回应ACK＝

b+1。然后Client从connect中返回，返回值是一个打开的sockt的描述符，这个描述符和文件的描述符类似，程序可以像使用文件的描述符一样使用它。稍后，

在Server端收到对其请求的回应时，Server将从accept调用返回，返回值也是一个socket的描述符。

然后双方传输真正的数据。一方使用write将要发送的数据写到TCP的缓冲区，由TCP层负责写向网络，另一端通过read将数据从TCP缓冲区中读出。Read 和write系统调用和对文件读写相似。

当Client端的程序将需要的数据全部发送完时，上层应用将调用close关闭socket描述符，此时TCP层将发送包含FIN控制信息的数据段，当Server端接收到Client的FIN关闭连接的请求，它将对Client端的FIN进行确认，并且知道Client

端将不再发送数据，Server端的读管道被关闭，从这个TCP连接上的read将返回0；

然后Server端调用close关闭socket描述符，这将向对方发送关闭请求FIN，

最后Client端将发送对Server端的FINde确认，并且等待2MSL的时间，再进入CLOSED状态，当TCP进入CLOSED状态时，连接才被真正删除。Server端收到Client端的对Server的FIN的确认后，进入CLOSED状态。

这就是整个socket网络编程流程。

下面将介绍一些socket网络编程需要用到的基本函数。这些基本函数包含在

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这两个系统文件中：sys/types.h和sys/socket.h

1）创建一个socket描述符，其定义如下：

int socket（int domain，int type，int type，int protocol）；

参数domain用于指定要创建的套接字使用的协议族，type用于指定套接字的类型，参数protocol说明使用的协议。

Linux系统在创建一个套接字描述符时，将在内核中创建一个struct sock结构，并返回一个套接字描述符用于标识这个sock结构。Sock结构中半喊了TCP 的状态，连接对方的地址﹑TCP的数据缓冲区等信息，还包含了指向struct sock 的指针，及BSD套接口的信息。

struct sock{

short type;

socket_state state;

long flags;

struct proto_ops *ops;

void *data;

struct socket *conn;

struct socket *iconn;

struct socket *next;

struct wait_queue **wait;

struct inode *inode;

struct fasync_struct *fasync_list;

struct file *file;

};

2）函数connect用于向服务器发送连接请求，其定义如下：

int connect（int sockfd，struct sockaddr * servaddr，intaddrlen）；

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参数sockfd是在socket函数中返回的套接字描述符。参数servaddr用于指定服务器的地址和服务器端使用的传输层端口号。而参数addrlen指定这个套接字地址的长度。

3）函数bind将给一个未命名的套接字一个名字，其定义如下：

int bind（int sockfd，struct sockaddr * myaddr,int addrlen）;

在socket函数中，核心只是创建了一个套接字结构，但是这个套接字将工作在那个传输层端口上，核心并没有指定。如果进程需要使用某个固定的端口，则需要程序来提供端口信息。在Server进程中，由于进程通常使用的是一个熟悉的端口，所以需要调用函数bind向Server登记某个固定端口。而客户进程则不需要的。

4）函数listen将把套接字转化成一个被倾听的套接字，并在套接字指定的端口上开始倾听。函数形式如下：

int listen(int sockfd,int backlog);

参数sockfd是在bind之后已经命名的套接字，backlog指定连接请求队列的最大长度。如果函数成功将返回0，否则返回－1。

5）函数accept从完全建立连接的队列中接收一个连接，函数形式如下：

int accept(int sockfd,struct sockaddr *addr,int *addrlen);

参数sockfd是被设置为倾听的被动套接字描述符，参数addr是指向套接字地址结构的指针，它将保存连接对端的地址信息。参数addrlen是连接对段套接字地址长度。如果程序对客户进程的地址不感兴趣，则可以将addr和addrlen设置为NULL。当accept成功返回时，将返回一个新的套接字描述符。进程可以使用这个新的套接字描述符向客户端写数据或从对端接收数据。这个新套接描述符称为连接套接字描述符。

6）函数read和write用于数据的接收和发送。其形式为：

int read(int fd,char *buf,int len);

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int write(int fd,char *buf,int len);

参数是由connect返回（客户进程）或者accept返回（服务进程）的连接套接字描述符。Read中的buf时应用的发送缓冲区，而write中的buf是应用的接收缓冲区。参数len是用于指定希望发送或接收的数据的字节数。当read函数调用成功时，将返回实际读取的数据字节数，否则返回－1。Write调用和read类似。

7）函数close用于关闭一个套接字描述符。套接字描述符和文件描述符的操作类似。这个函数是包含在库文件.unistd.h中的。其形式如下：

＃include

int close(int sockfd);

通常close在关闭一个TCP连接时，close将立即返回。进出那个将不再使用这个套接字描述符来访问套接字，但是TCP可能并没有删除套接字结构，因为可能在发送缓冲区还有数据没有发送完。TCP将继续发送剩余的数据，并在最后的数据段附加FIN控制信息。因此系统还提供一个对套接字关闭的函数shutdown：int shutdown（int sockfd，int howto）；

关闭模式由howto参数来决定，一般有3种方式。

下面是socket网络编程的流程图：

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图2-6 socket网络编程流程图

2.4.2 移动机器人通信模块实现

移动机器人通信模块包含了4个子模块：TCP发送子模块、TCP接收子模块、UDP发送子模块和UDP接收子模块。

TCP是TCP/IP传输控制协议，提供可靠、全双工的数据流服务。这需要TCP协议在客户机和服务器进行通信之前，他们必须先建立一条连接。TCP具有2大特点：首先TCP协议用确认和超时重传来保证通信的可靠性。TCP协议要求接收方对每个接收的数据段返回确认信息，如果没有收到确认，则会重新发送一次，同时，TCP协议中有一个变量RTT（Round-Trip Time）记录估计的往返时间，当确认超时也会重新传送数据段。其次TCP协议保持数据字节的顺

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序。TCP协议提供的时一个面向字节流通道，数据之间没有界限。为了保持字节流的顺序，TCP协议为发送的每个字节分配一个序列号，从而得以保证。另外TCP协议通信道路是全双工的，可以同时进行两个方向的通信，连接的一方可以是发送者也可以是接收者。

UDP协议建立在IP协议的基础上，和IP协议一样，提供非面向连接和不可靠的数据报服务。UDP协议往往在面向交易型应用中使用，因为一次交易只有一来一回两次数据报交换，而建立的开销相对较大。

2.5 本章小结

在这一章中主要研究了Pioneer Ⅱ机器人硬件平台以及软件平台。对机器人的硬件构成做了详细的讨论。本章还着重研究了机器人之间的网络通信问题，为机器人的控制提供了一个通信平台。

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3 基于多智能体的机器人避障控制

3.1 引言

在这里我们采用了基于多智能体（Multi-Agent）的研究方法，对机器人进

行控制。所谓的Agent是由具有知识、信念、意向、期望等因素组成的一个实体，具有自主性与交互性的特点，它可以感知系统环境的变化，并对这种变化做出

自主的反应。Agent 一般由知识库、通信模块和可选的功能组件组成，一般认为，Agent是一个具有自治性、社会性、反应性及能动性的基于硬件或软件的系统，Agent一般由通信交互模块、信息获取模块、人机交互模块、知识库模块及规划推理模块等组成[36]。Multi-Agent 系统（MA）是由不同的单个Agent为完成某一特定任务而组成的集合，单个Agent 总是处在多Agent 系统的环境中；多

个Agent构成的系统是动态、复杂和不确定的；Agent要对熟悉的环境做出迅速

的响应，同时能够处理与其他Agent 的冲突，或者与其他Agent协调解决冲突，规划其行为，并最终做出决策。Agent 通过感知来了解环境，通过执行动作实

现其目标。

1995年Wooldridge和Jennings提出将MA视为拥有以下基本特性的软件系统：自治性：在没有人或其他软件系统直接干预的情况下，能自行操作，并对自身

动作和内部状态有某种控制能力；社交能力：能通过某种Agent通信语言于其他MA和人交互；响应性：能感知所处的环境，并能及时响应环境的变化；预动性（Proac- tive）：能够通过主动倡议去规划和启动有目标的行为，而非简单的适

应环境变化而行事。

对于多智能体系统结构及协调机制的研究目前国际上发展了很多方法，并

形成了几个相对分明的流派，根据这些理论方法的流派大致可以分为三种：基

于符号推理系统的体系结构及协调机制及；基于行为主义的体系结构及协调机

移动机器人导航技术总结

移动机器人的关键技术分为以下三种: (1)导航技术 导航技术是移动机器人的一项核心技术之一[3,4]"它是指移动机器人通过传感器感知环境信息和自身状态,实现在有障碍的环境中面向目标的自主运动"目前,移动机器人主要的导航方式包括:磁导航,惯性导航,视觉导航等"其中,视觉导航15一7]通过摄像头对障碍物和路标信息拍摄,获取图像信息,然后对图像信息进行探测和识别实现导航"它具有信号探测范围广,获取信息完整等优点,是移动机器人导航的一个主要发展方向,而基于非结构化环境视觉导航是移动机器人导航的研究重点。 (2)多传感器信息融合技术多传感器信息融合技术是移动机器人的关键技术之一,其研究始于20世纪80年代18,9]"信息融合是指将多个传感器所提供的环境信息进行集成处理,形成对外部环境的统一表示"它融合了信息的互补性,信息的冗余性,信息的实时性和信息的低成本性"因而能比较完整地,精确地反映环境特征,从而做出正确的判断和决策,保证了机器人系统快速性,准确性和稳定性"目前移动机器人的多传感器融合技术的研究方法主要有:加权平均法,卡尔曼滤波,贝叶斯估计,D-S证据理论推理,产生规则,模糊逻辑,人工神经网络等"例如文献[10]介绍了名为Xavier的机器人,在机器人上装有多种传感器,如激光探测器!声纳、车轮编码器和彩色摄像机等,该机器人具有很高的自主导航能力。 (3)机器人控制器作为机器人的核心部分,机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一"目前,国内外机器人小车的控制系统的核心处理器,己经由MCS-51、80C196等8位、16位微控制器为主,逐渐演变为DSP、高性能32位微控制器为核心构成"由于模块化系统具有良好的前景,开发具有开放式结构的模块化、标准化机器人控制器也成为当前机器人控制器的一个研究热点"近几年,日本!美国和欧洲一些国家都在开发具有开放式结构的机器人控制器,如日本安川公司基于PC开发的具有开放式结构!网络功能的机器人控制器"我国863计划智能机器人主题也已对这方面的研究立项 视觉导航技术分类 机器人视觉被认为是机器人重要的感觉能力，机器人视觉系统正如人的眼睛一样,是机器人感知局部环境的重要“器官”,同时依此感知的环境信息实现对机器人的导航。机器人视觉信息主要指二维彩色CCD摄像机信息,在有些系统中还包括三维激光雷达采集的信息。视觉信息能否正确、实时地处理直接关系到机器人行驶速度、路径跟踪以及对障碍物的避碰,对系统的实时性和鲁棒性具有决定性的作用。视觉信息处理技术是移动机器人研究中最为关键的技术之一。

移动机器人控制软件的设计与实现

移动机器人控制软件的设计和实现
作者：李晓明 文章来源：https://www.wendangku.net/doc/8d14813873.html, 更新时间：2006-8-9 17:25:55 点击数： 2742
简介：现在做一个移动机器人是很容易的一件事，车体自己可以加工，或买现成的；避障可以用超声阵列；
导航可以用激光测距 LMS；定位可以用电子地图加 LMS 加陀螺仪；然而控制软件却只能自己编写。本文 或许可以给你一些启示。
相关链接 基于 VIA 平台的移动机器人
移动机器人的使用现在非常多，做一个移动机器人似乎也很容易，车体自己可以加工，也可以去 买现成的；避障可以用超声阵列；导航可以用激光测距 LMS；定位可以用电子地图加 LMS 加陀 螺仪；驱动可以用各种电机及配套驱动器或者自己做；通讯可以去买现成的无线通讯模块，可以 是数字的，也有模拟的；大范围定位可以用 GPS 模块，也是现成的；至于什么红外，蓝牙，甚 至计算机视觉都可以去市场上买，但是（然而）为什么做一个移动机器人还是这么难呢？尤其是 对一个新手而言。一个老外说过，硬件是现成的，软件算法杂志里有的是，很多可以在网上当， 但即使是一个博士生也要花费很长的时间完成一个实际可用的移动机器人。为什么？因为机器人 使用的困难在使用软件的设计上。前面那个老外也说过，现在什么都可以在网上当，唯独使用程 序不能。有过自己写移动机器人程序的人可能会理解这段话，当然也仅仅是可能，因为不排除有 很多机器人大拿一上来就可以写出很棒的移动机器人软件。
移动机器人的控制软件开发是和硬件紧密相关的，甚至和机器人的体系结构也密切相关，同样是 移动机器人，有的是用 PC 控制的，有的是用多个嵌入式系统实现的，有的则是多机器人协同工 作的，操作系统有人会用 DOS，有人会用 Windows，有人会用 Linux，有人会用 Embeded Operation System。硬件平台有的用 x86，有的用 ARM 芯片，有的会用 DSP，通讯里面会 有串口，TCP/IP 网络，无线以太网，红外，蓝牙等，甚至驱动机构也不一样，有的是用腿，有

移动机器人视觉导航

移动机器人视觉导航。 0504311 19 刘天庆一、引言 智能自主移动机器人系统能够通过传感器感知外界环境和自身状态，实现在有障碍物环境中面向目标的自主运动，从而完成一定作业功能。其本身能够认识工作环境和工作对象，能够根据人给予的指令和“自身”认识外界来独立地工作，能够利用操作机构和移动机构完成复杂的操作任务。因此，要使智能移动机器人具有特定智能，其首先就须具有多种感知功能，进而进行复杂的逻辑推理、规划和决策，在作业环境中自主行动。机器人在行走过程中通常会碰到并且要解决如下三个问题：（1）我（机器人）现在何处？（2）我要往何处走？（3）我要如何到达该处？其中第一个问题是其导航系统中的定位及其跟踪问题，第二、三个是导航系统的路径规划问题。移动机器人导航与定位技术的任务就是解决上面的三个问题。移动机器人通过传感器感知环境和自身状态，进而实现在有障碍物的环境中面向目标自主运动，这就是通常所说的智能自主移动机器人的导航技术。而定位则是确定移动机器人在工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态，是移动机器人导航的基本环节。 目前，应用于自主移动机器人的导航定位技术有很多，归纳起来主要有：安装CCD 摄像头的视觉导航定位、光反射导航定位、全球定位系统GPS(Global Positioning System)、声音导航定位以及电磁导航定位等。下面分别对这几种方法进行简单介绍和分析。 1、视觉导航定位 在视觉导航定位系统中，目前国内外应用较多的是基于局部视觉的在机器人中安装车载摄像机的导航方式。在这种导航方式中，控制设备和传感装置装载在机器人车体上，图像识别、路径规划等高层决策都由车载控制计算机完成。视觉导航定位系统主要包括：摄像机（或CCD 图像传感器）、视频信号数字化设备、基于DSP 的快速信号处理器、计算机及其外设等。现在有很多机器人系统采用CCD 图像传感器，其基本元件是一行硅成像元素，在一个衬底上配置光敏元件和电荷转移器件，通过电荷的依次转移，将多个象素的视频信号分时、顺序地取出来，如面阵CCD传感器采集的图像的分辨率可以从32×32 到1024×1024 像素等。视觉导航定位系统的工作原理简单说来就是对机器人周边的环境进行光学处理，先用摄像头进行图像信息采集，将采集的信息进行压缩，然后将它反馈到一个由神经网络和统计学方法构成的学习子系统，再由学习子系统将采集到的图像信息和机器人的实际位置联系起来，完成机器人的自主导航定位功能。 视觉导航定位中，图像处理计算量大，计算机实时处理的速度要达到576MOPS~5.76BOPS，这样的运算速度在一般计算机上难以实现，因此实时性差这一瓶颈问题有待解决； 另外，对于要求在黑暗环境中作业的机器人来说，这种导航定位方式因为受光线条件限制也不太适应。 当今国内外广泛研制的竞赛足球机器人通常都采用上面所说的视觉导航定位方式，在机器人小车子系统中安装摄像头，配置图像采集板等硬件设备和图像处理软件等组成机器人视觉系统。通过这个视觉系统，足球机器人就可以实现对球的监测，机器人自身的定位，作出相应动作和预测球的走向等功能

移动通信基础知识培训(全)

移动通信基础知识培训会议记录 一移动通信常用的专业术语 基站：即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。都是以主设备加基站天线的形式呈现，最直观的就是我们现实中看到的铁塔，抱杆，桅杆型的基站。 直放站：是在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。实际上基站在其覆盖范围内并不是100%的覆盖到每个角落，难免会由于某些原因而在有些地方出现信号弱，更甚者出现盲区的现象，这时候就需要直放站进行覆盖，达到消除弱信号或者盲区的目的。因此直放站就是通过各种方式将基站信号接入并进行放大，进而改善信号不良区域。 天线（Antenna）——天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。简单的理解，天线就是负责信号中转的无源器件。 室内分布系统：室内分布系统是将基站信号引入室内，解决室内盲区覆盖；它可以有效解决信号延伸和覆盖，改善室内通信质量；它将基站信号科学地分配到室内的各个房间、通道，而又不产生相互干扰。它是基站和微蜂窝的补充和延伸，有不能被基站和直放站所代替的优势，是大都市中移动通信不可缺少的组成

部分。 盲区：在移动通信中，盲区表示信号覆盖不到的地区，在这样的地区移动信号非常微弱，甚至是没有。由于建筑物的隔墙、楼层等障碍对电磁波产生阻挡、衰减和屏蔽作用，使得大型建筑物的底层、地下商场、停车场、地铁隧道等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区。 通话质量：顾名思义，就是手机通话时的语言质量即清晰程度。在移动通信中通话质量是一个很重要的网络参数，按照语言的清晰程度将通话质量分为0到7不同的8个级别，0最好，客户通话时的感知最好；7最差，通话时的感知最好，客户。一般正常的通话质量应该为0-3。 信号场强：是指信号信号的强弱。在移动通信中信号的强弱用具体的电平值表示，通过测试手机可以测得，一般-40~-90dBm为可正常通话的强度范围，也可直观的从普通手机的信号显示格数看出。 手机发射功率：手机发射功率是指，手机在寻呼基站时的功率。手机发射功率越高，说明上行越弱，客户感知为拨打电话上线慢。 切换：就是指当移动台（用户手机）在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区，或者由于外界干扰而造成通话质量下降时，必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上去，以继续保持通话的过程。 掉话：是指用户手机在使用过程中由于出现异常而自动挂断的现象。 单通：是指用户双方正在通话时，由于异常出现只有一方可以听见另一方的

基于路径识别的移动机器人视觉导航

第9卷　第7期2004年7月 中国图象图形学报Journal of Image and G raphics V ol.9,N o.7July 2004 基金项目:国家“863”计划资助项目(编号:2001AA422200)收稿日期:2004201213;改回日期:2004204206 基于路径识别的移动机器人视觉导航 张海波　原　魁　周庆瑞 (中国科学院自动化研究所高技术创新中心,北京　100080) 摘　要　跟随路径导引是自主式移动机器人广泛采用的一种导航方式,其中视觉导航具有其他传感器导航方式所无法比拟的优点,是移动机器人智能导航的主要发展方向。为了提高移动机器人视觉导航的实时性和准确性,提出了一个基于路径识别的视觉导航系统,其基本思想是首先用基于变分辨率的采样二值化和形态学去噪方法从原始场景图像中提取出目标支持点集,然后用一种改进的哈夫变化检测出场景中的路径,最后由路径跟踪模块分直行和转弯两种情况进行导航计算。实验结果表明,该视觉导航系统具有较好的实时性和准确性。关键词　自主式移动机器人　视觉导航　路径识别 中图法分类号:TP242.62 文献标识码:A 文章编号:100628961(2004)0720853205 Visual N avigation of a Mobile R obot B ased on P ath R ecognition ZH ANG Hai 2bo ,Y UAN K ui ,ZH OU Qing 2rui (Hi 2tech Innovation Centre ,Institute o f Automation ,Chinese Academy o f Sciences ,Beijing 100080) Abctract G uidance using path following is widely applied in the field of autonom ous m obile robots.C om pared with the navigation system without vision ,visual navigation has obvious advantages as rich in formation ,low cost ,quietness ,innocuity ,etc.This pa 2per describes a navigation system which uses the visual in formation provided by guide lines and color signs.In our approach ,the visual navigation is com posed of three main m odules :image 2preprocessing ,path 2recognition and path 2tracking.First ,image 2pre 2processing m odule formulates color m odels of all kinds of objects ,and establishes each object ’s support through adaptive subsam 2pling 2based binarization and mathematical m orphology.Second ,path 2recognition m odule detects the guide lines through an im 2proved H ough trans form alg orithm ,and the detected results including guide lines and color signs integrate the path in formation.Fi 2nally ,calling different functions according to the m ovement of straight 2g oing or turning ,path 2tracking m odule provides required in 2put parameters to m otor controller and steering controller.The experimental results dem onstrate the effectiveness and the robustness of our approach. K eyw ords com puter perception ,autonom ous m obile robot ,visual navigation ,path recognition 1　引　言 导航技术是移动机器人的一项核心技术,其难 度远远超出人们最初的设想,其主要原因有:一是环境的动态变化和不可预测;二是机器人感知手段的不完备,即很多情况下传感器给出的数据是不完全、不连续、不可靠的[1]。这些原因使得机器人系统在复杂度、成本和可靠性方面很难满足要求。 目前广泛应用的一种导航方式是“跟随路径导 引”,即机器人通过对能敏感到的某些外部的连续路 径参照线作出相应反应来进行导航[2]。这种方法和传统的“硬”自动化相比大大增加了系统的灵活性,其具有代表性的系统有:C ontrol Engineering 公司安装的导线引导系统,它是通过检测埋在地下的引导导线来控制行进方向,其线路分岔则通过在导线上加载不同频率的电流来实现[3];Egemin Automation 公司生产的Mailm obile 机器人则安装有主动式紫外光源,并通过3个光电探头来跟随由受激化学物质构成的发光引导路径[4];Macome 公司为自动驾驶车

移动机器人视觉定位方法的研究

移动机器人视觉定位方法的研究 针对移动机器人的局部视觉定位问题进行了研究。首先通过移动机器人视觉定位与目标跟踪系统求出目标质心特征点的位置时间序列，然后在分析二次成像法获取目标深度信息的缺陷的基础上，提出了一种获取目标的空间位置和运动信息的方法。该方法利用序列图像和推广卡尔曼滤波，目标获取采用了HIS模型。在移动机器人满足一定机动的条件下，较精确地得到了目标的空间位置和运动信息。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。 运动视觉研究的是如何从变化场景的一系列不同时刻的图像中提取出有关场景中的目标的形状、位置和运动信息，将之应用于移动机器人的导航与定位。首先要估计出目标的空间位置和运动信息，从而为移动机器人车体的导航与定位提供关键前提。 视觉信息的获取主要是通过单视觉方式和多视觉方式。单视觉方式结构简单，避免了视觉数据融合，易于实现实时监测。如果利用目标物体的几何形状模型，在目标上取3个以上的特征点也能够获取目标的位置等信息。此方法须保证该组特征点在不同坐标系下的位置关系一致，而对于一般的双目视觉系统，坐标的计算误差往往会破坏这种关系。 采用在机器人上安装车载摄像机这种局部视觉定位方式，本文对移动机器人的运动视觉定位方法进行了研究。该方法的实现分为两部分：首先采用移动机器人视觉系统求出目标质心特征点的位置时间序列，从而将对被跟踪目标的跟踪转化为对其质心的跟踪；然后通过推广卡尔曼滤波方法估计目标的空间位置和运动参数。 1.目标成像的几何模型 移动机器人视觉系统的坐标关系如图1所示。 其中O-XYZ为世界坐标系；Oc-XcYcZc为摄像机坐标系。其中Oc为摄像机的光心，X 轴、Y轴分别与Xc轴、Yc轴和图像的x，y轴平行，Zc为摄像机的光轴，它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点O1为图像坐标系的原点。OcO1为摄像机的焦距f. 图1 移动机器人视觉系统的坐标关系

智能式移动机器人设计说明书

智能移动式送料机器人机械系统设计 摘要：智能移动式送料机器人以电动机作为驱动系统，运用单片机传感器等技术达到其智能移动的目的，实现行走、刹车、伸缩、回转等多种动作的操作。因此它具有机械化、程序化、可控化、适应性、灵活性强的特点。 前言：工业机器人是一种典型的机电一体化产品在现代生产中应用日益广泛，作用越来越重要，机器人技术是综合了计算机、控制、机构学、传感技术等多学科而形成的高新技术是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。

现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”我国研制的排爆机器人不仅可以排除炸弹，利用它的侦察传感器还可监视犯罪分子的活动。监视人员可以在远处对犯罪分子昼夜进行观察，监听他们的谈话，不必暴露自己就可对情况了如指掌。 智能小车，又称轮式机器人，可以在人类无法

适应的恶劣和危险环境中代替人工作。它是一个集环境感知，规划决策，自动驾驶等功能于一体的智能系统。现如今已在诸多领域有广泛的应用。对于快要毕业的大学生来说也是一个实时、富有意义和挑战的设计课题。 正文： 设计方案： 一课题名称：智能移动式送料机器人设计 二机器人工作过程及设计要求 自主设计智能移动小车，设计一个取料 手爪装配到小车上，完成取料机器人的机械系统设计，并进行机器人运动规划和取料虚拟仿真，使机

器人完成如下动作：沿规定路径行驶——工件夹取——车体旋转——手爪张开，将工件从储存处送到运料车上。 三机器人设计的内容 一机械手的设计：

基于视觉导航的轮式移动机器人设计方案

基于视觉导航的轮式移动机器人设计方案第一章移动机器人 §1.1移动机器人的研究历史 机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器)。1962年，美国Unimation公司的第一台机器人Unimate。在美国通用汽车公司(GM)投入使用，标志着第一代机器人的诞生。 智能移动机器人更加强调了机器人具有的移动能力，从而面临比固定式机器人更为复杂的不确定性环境，也增加了智能系统的设计复杂度。1968年到1972年间，美国斯坦福国际研究所(Stanford Research Institute, SRI)研制了移动式机器人Shaky,这是首台采用了人工智能学的移动机器人。Shaky具备一定人工智能，能够自主进行感知、环境建模、行为规划并执行任务(如寻找木箱并将其推到指定目的位置)。它装备了电视摄像机、三角法测距仪、碰撞传感器、驱动电机以及编码器，并通过无线通讯系统由二台计算机控制。当时计算机的体积庞大，但运算速度缓慢，导致Shaky往往需要数小时的时间来分析环境并规划行动路径。 1970年前联月球17号探测器把世界第一个无人驾驶的月球车送七月球，月球车行驶0.5公里，考察了8万平方米的月面。后来的月球车行驶37公里，向地球发回88幅月面全景图。在同一时代，美国喷气推进实验室也研制了月球车(Lunar rover),应用于行星探测的研究。采用了摄像机，激光测距仪以及触觉传感器。机器人能够把环境区分为可通行、不可通行以及未知等类型区域。 1973年到1979年，斯坦福大学人工智能实验室研制了CART移动机器人，CART可以自主地在办公室环境运行。CART每移动1米，就停下来通过摄像机的图片对环境进行分析，规划下一步的运行路径。由于当时计算机性能的限制，CART每一次规划都需要耗时约15分钟。CMU Rover由卡耐基梅隆大学机

移动机器人视觉定位设计方案

移动机器人视觉定位设计方案 运动视觉研究的是如何从变化场景的一系列不同时刻的图像中提取出有关场景中的目标的形状、位置和运动信息，将之应用于移动机器人的导航与定位。首先要估计出目标的空间位置和运动信息，从而为移动机器人车体的导航与定位提供关键前提。 视觉信息的获取主要是通过单视觉方式和多视觉方式。单视觉方式结构简单，避免了视觉数据融合，易于实现实时监测。如果利用目标物体的几何形状模型，在目标上取3 个以上的特征点也能够获取目标的位置等信息。此方法须保证该组特征点在不同坐标系下的位置关系一致，而对于一般的双目视觉系统，坐标的计算误差往往会破坏这种关系。 采用在机器人上安装车载摄像机这种局部视觉定位方式，本文对移动机器人的运动视觉定位方法进行了研究。该方法的实现分为两部分：首先采用移动机器人视觉系统求出目标质心特征点的位置时间序列，从而将对被跟踪目标的跟踪转化为对其质心的跟踪；然后通过推广卡尔曼滤波方法估计目标的空间位置和运动参数。 1 目标成像的几何模型 移动机器人视觉系统的坐标关系如图1 所示。 其中O-X Y Z 为世界坐标系；O c - X cY cZ c 为摄像机坐标系。其中O c 为摄像机的光心，X 轴、Y 轴分别与X c 轴、Y c 轴和图像的x ，y 轴平行，Z c 为摄像机的光轴，它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点O 1 为图像坐标系的原点。O cO 1 为摄像机的焦距f 。 图1 移动机器人视觉系统的坐标关系 不考虑透镜畸变，则由透视投影成像模型为：

式中，Z′= ［u，v ］T 为目标特征点P 在图像坐标系的二维坐标值；（X ，Y ，Z ）为P 点在世界坐标系的坐标；（X c0，Y c0，Z c0）为摄像机的光心在世界坐标系的坐标；dx ，dy 为摄像机的每一个像素分别在x 轴与y 轴方向采样的量化因子；u0，v 0 分别为摄像机的图像中心O 1 在x 轴与y 轴方向采样时的位置偏移量。通过式（1）即可实现点P 位置在图像坐标系和世界坐标系的变换。 2 图像目标识别与定位跟踪 2.1 目标获取 目标的获取即在摄像机采集的图像中搜索是否有特定目标，并提取目标区域，给出目标在图像中的位置特征点。 由于机器人控制实时性的需要，过于耗时的复杂算法是不适用的，因此以颜色信息为目标特征实现目标的获取。本文采用了HS I 模型， 3 个分量中，I 是受光照影响较大的分量。所以，在用颜色特征识别目标时，减少亮度特征I 的权值，主要以H 和S 作为判定的主要特征，从而可以提高颜色特征识别的鲁棒性。 考虑到连通性，本文利用捕获图像的像素及其八连通区域的平均HS 特征向量与目标像素的HS特征向量差的模是否满足一定的阈值条件来判别像素的相似性；同时采用中心连接区域增长法进行区域增长从而确定目标区域。图2 给出了目标区域分割的算法流程。

机器人移动平台设计中英文翻译

附录： 外文资料与中文翻译 外文资料： Robots First, I explain the background robots, robot technology development. It should be said it is a common scientific and technological development of a comprehensive results, for the socio-economic development of a significant impact on a science and technology. It attributed the development of all countries in the Second World War to strengthen the economic input on strengthening the country's economic development. But they also demand the development of the productive forces the inevitable result of human development itself is the inevitable result then with the development of humanity, people constantly discuss the natural process, in understanding and reconstructing the natural process, people need to be able to liberate a slave. So this is the slave people to be able to replace the complex and engaged in heavy manual labor, People do not realize right up to the world's understanding and transformation of this technology as well as people in the development process of an objective need. Robots are three stages of development, in other words, we are accustomed to regarding robots are divided into three categories. is a first-generation robots, also known as teach-type robot, it is through a computer, to control over one of a mechanical degrees of freedom Through teaching and information stored procedures, working hours to read out information, and then issued a directive so the robot can repeat according to the people at that time said the results show this kind of movement again, For example, the car spot welding robots, only to put this spot welding process, after teaching, and it is always a repeat of a work １

移动通信基站基础知识

移动通信基站基础知识 移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP 化。本讲座主要介绍移动通信基站基础知识、GSM基站简介、GSM基站的优化、GSM基站的维护及移动通信基站对健康的影响。。。 GSM数字移动通信发展非常迅速，从早期规划的大区制，到后来的小区制，直到现在的微蜂窝、微微蜂窝，相对应的天线从早期架设在屋面铁塔上，到后来天线降到屋面上，直到现在要把天线设置在屋面下的外墙侧面上。所有的这些变化都说明，对GSM基站站点的优化在不同阶段要有不同的思路，只有不断更新思想，才能建设和优化好GSM无线网络的通信质量。 在GSM建设初期，建设基站的主要目的是为了扩大无线覆盖面，尽可能力移动用户提供较为满意的连续覆盖，所以基站数量相对较少，无线网络也相对简单。 随着GSM移动电话用户数量的飞速增长，GSM基站只有不断地进行扩容与新建，才能满足用户的需求。随着无线网络的不断扩大，网络资源配置不合理现象日益突出，因此，在GSM基站进入快速发展阶段。应重视对基站的优化。 下面以福州市区GSM基站为例，从3个方面阐述影响移动通信质量的原因，并提出采取优化的方法。 一、预测模型的影响及其优化 1.预测模型的影响 根据所使用的频率不同，通常有两种不同数学模型预测GSM基站无线覆盖范围。 （1）Okumura电波传播衰减计算模式 GSM900MHz主要采用CCIR推荐的Okumura电波传播衰减计算模式。该模式是以准平坦地形大城市区的中值场强或路径损耗作为参考，对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正。 （2）Cost-231-Walfish-Ikegami电波传播衰减计算模式 GSM 1800 MHz主要采用欧洲电信科学技术研究联合推荐的"Cost- 2-Walfish-Ikegami"电波传播衰减计算模式。该模式的特点是：从对众多城市的电波实测中得出的一种小区域覆盖范围内的电波损耗模式。 不管是用哪一种模式来预测无线覆盖范围，只是基于理论和测试结果统计的近似计算。由于实际地理环境千差万别，很难用一种数学模型来精确地描述，特别是城区街道中各种密集的、下规则的建筑物反射、绕射及阻挡，给数学模型预测带来很大困难。因此。有一定精度的预测虽可起到指导网络基站选点及布点的初步设什，但是通过数学模型预测与实际信号场强值总是存在差别。

移动机器人视觉导航系统研究

北京交通大学 硕士学位论文 移动机器人视觉导航系统研究姓名:王红波 申请学位级别:硕士专业:信号与信息处理指导教师:阮秋琦 20080601 中文摘要 中文摘要 摘要:基于视觉的移动机器人导航是近年发展起来的一种先进导航技术。与其它的非视觉传感器导航相比,它具有信息丰富、探测范围宽、目标信息完整等优点。本文结合实际应用,提出了一个完整的移动机器人视觉导航系统解决方案。研究内容主要包括四个部分:摄像机标定、目标识别、单目测距和运动控制。分别阐述如下: 第一,摄像机标定,基于张正友的平面标定算法对摄像头进行精确标定,针对摄像头的自动变焦特性,提出了一个新的离线离散标定策略,并获得多个状态下的摄像头内外参数。 第二,目标识别,传统分割方法存在多分割问题,影响到目标物提取的精度, 这罩提出一个改进了的基于HSI模型的彩色图像分割算法,在多通道阈值分割的基础上,融入了连通区域标记和形念学开闭运算。 第三,单目测距,基于摄影测量学和立体几何理论,建立了单目视觉测距模型,并推导了基于地平面约束的单目测距算法。针对多种误差因素,在测距算法中加入了误差校币,使移动机器人能够更加准确地定位目标物体。 第四,运动控制,控制摄像机云台实现日标物搜索,调整移动机器人位姿和对夹持器的动作控制。

实验结果表明:即使在恶劣光照条件下,提出的Hs工分割算法能够对向光、背光、近处、远处物体实现快速有效提取;提出的单目测距模型和算法能够对目标物体进行精确的测距;当把这些算法集成到实验平台上时,能够快速实现移动机器人的导航控制,并成功完成物体抓取操作。 关键词:摄像机标定、彩色目标识别、单目视觉测距、移动机器人 分类号:TP 391.41 ABSTRACI' ABSTRACT ABS。I’RAC’1.. In recent years,vision attracts a lot of attention for navigating a mobile robot in dynamic https://www.wendangku.net/doc/8d14813873.html,pared with other sensing systems,visual navigation is excellent and effective.With a visual sensing system,wider view of field,rich and intensive data Can be obtained for a mobile robot moving in a changing environment.In this study,a visual navigation scheme is proposed for a mobile robot to realize object collection,and it comprises of camera calibration,object recognition,monocular measurement and motion control,as stated in the following. Firstly,the technique of camera calibration is presented on the basis of Zhang’S algorithm.Since a PTZ calTlera is used here,it is controlled to move up and down,from left to right,to extend the view of field.Therefore,calibration in different positions is needed,and a new discrete method is proposed here. Secondly,a

移动机器人平台毕业设计

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 移动机器人平台 2.1 引言 Pioneer是Active Media公司生产的一种移动机器人系列，这个系列有两轮驱动（室内移动机器人），也有四轮驱动的（室外移动机器人）（如图2-1所示）。这是一类小型移动机器人，其结构是由SRI International公司斯坦福大学的Kurt Konolige博士开发出来的。 图2-1 Pioneer 机器人系列 Pioneer Ⅰ是最初的设计型号，它引入了基于西门子68HC II的微控制器和PSOS（Pioneer Server Operating System）软件。它被设计在室内坚硬平整地面上移动，拥有坚固防滑的橡胶轮胎，还有一个双轮差分可反向驱动的系统，以及一个用于支撑的方向轮。 Pioneer II是Pioneer Ⅰ的改进型，它采用了西门子20MHz高性能的88C166微控制器。带有精度更高的轮式编码器来定位﹑测距。它还拥有面向360度范围的声纳环（前面8个，后面8个），基本达到了无缝测量。软件方面，Pioneer II采用的是P2OS（Pioneer 2 Operating System），它对Pioneer Ⅰ是向下兼容的，

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 扩展了原来的PSOS软件。 2.2 Pioneer II移动机器人硬件平台 Pioneer 2-Dx型机器人长44.5cm，宽40cm，高24.5cm ，重9kg，可载重23kg，最大的平移速度为1800mm/sec，最大的旋转速度为360deg/sec[35]。它提供了一个内嵌的西门子88C166微处理器(20MHz)，负责低层次的数据处理和命令执行。另外，它具有如下基本设备：十六个声纳测距装置、一个激光测距仪、十个避碰传感器、一个Cannon EVI-D30摄像头、一个遵循802.11b规约的无线网卡和两个RS-232串行接口等。在装满电池的情况下，该移动机器人可以连续运行近8个小时。这种机器人是即插即用（Plug and Play）的。除了上面说的这些部件外它还可以挂载其他传感器和一些附件。这些部件都是由车载微控制器（Onboard microcontroller）和移动机器人服务器端软件来控制管理的。 我们智能与复杂系统实验室使用的是DX型移动机器人，它主要由下列部件构成：控制台，通讯端口，摄像头，激光测量部件，声纳，轮式编码器，避碰传感器，语音系统，电子罗盘以及蓄电池。 2.2.1控制部件 Pioneer II控制部件包括微控制器和控制面板。微控制器就在控制面板下方，主要用于控制传感器，从传感器读取数据。并根据传感器数据由控制算法得到控制量，从而把控制量施加到驱动设备，完成本次任务。 控制面板一部分是与甲板连在一起的，另外一部分位于机器人的一侧。如图2-2所示。它包括一个液晶显示屏LCD，主要用来现实移动机器人的运行状态﹑内部信息以及相应的报警信息，比如说电池电量不足。在控制面板上还有一个MOTOR和RESET控制按钮以及相应的指示灯，是用来控制移动机器人运动的硬件开关；同时控制面板上还带有一个9针的D型接头串行口。

移动通信基站原理

移动通信基站基础知识关键词: 移动通信基站, GSM 基站,GSM 基站优化摘要: 移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP 化。本讲座主要介绍移动通信基站基础知识、GSM 基站简介、GSM 基站的优化、GSM 基站的维护及移动通信基站对健康的影响。 移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP 化。本讲座主要介绍移动通信基站基础知识、GSM 基站简介、GSM 基站的优化、GSM 基站的维护及移动通信基站对健康的影响。(一).移动通信基站基础知识 在城市，基地站可以安装在办公楼中；在农村，安装在集装箱内。基地站是一套为无线小区服务的设备，通常是一个全向或三个扇形无线小区。90 年代初中国移动通信市场上竞争的有美国的摩托罗拉、瑞典的爱立信及日本的NEC 公司。三者生产TACS 制系统均有一定的经验。TACS 制式基地站包括无线收、发信设备及其接口或控制系统。通常基地站有两种控制方式，一种是由移动业务交换中心直接控制，基地站除配备收发信设备外，只有必要的各种接口，爱立信及NEC 两家公司即采用这种方式；而另一种是基地站具有控制系统(BSC)，即具有一定的智能，摩托罗拉公司即是这种方式。摩托罗拉公司的设备有两种系列。图1 是一个典型HC 系列 5 个机架基地站的组合固，从右到左看，第一个是电源架，第二、第三是发信架，第四个是收信架，第五个是基地站控制系统(BSC)及音频架。一个发信架包括8 个话音信道和一个控制信道。现两个发信架互为主备用状态，自动倒换，即采用所谓冗余式。图 2 是一个典型LD 系列3 个机架基地站的组合图，从右到左看，第一个是电源架，第二、三个是收发信架(包括基地站控制系统)。一个收、发信架有8 个话音信道和两个控制信道。每一个电源架只能提供两个收、发信架的需要，当根据扩容需要增加收、发信架时，电源架也必须相应地增加。每增加一个机架就可增加10 个话音信

自主移动机器人足球比赛视觉定位方法综述

自主移动机器人足球比赛视觉定位方法综述 王　珂1,2,庄　严1,2,王　伟1,潘学军1 (1.大连理工大学信息与控制研究中心,辽宁大连116024;2.中国科学院沈阳自动化研究所机器人重点实验室,辽宁沈阳110016) 摘要:综述了RoboCup 足球赛中全自主移动机器人基于视觉的定位技术,包括机器人自定位和多机器人协作物体定位.介绍了定位技术的发展情况与分类.从机器人环境构建形式的不同以及先验位姿和概率方法的应用与否等方面,系统地分析和比较了各种自定位方法.对于多机器人协作物体定位,阐述了静态方法和动态跟踪方法.总结了定位过程中需要重点研究的传感器模型构建、图像处理、特征匹配以及协作过程涉及的相关问题.最后就视觉定位存在的问题和技术发展趋势进行了讨论. 关键词:基于视觉的自定位;多机器人协作物体定位;移动机器人;RoboCup 中图分类号:TP 24 文献标识码:A Vision-bas e d localization f or a ut onomous mobile robot i n RoboCup :a s urve y WANG K e 1,2,ZHUANG Y an 1,2,WANG Wei 1,PAN Xue-jun 1 (1.Research Center of Information and Control ,Dalian University of Technology ,Dalian Liaoning 116024,China ; 2.Robotics Laboratory ,Shenyang Institute of Automation ,Chinese Academy of Science ,Shenyang Liaoning 110016,China ) Abstract :The work aims to summarize the vision-based localization approaches for autonomous mobile robots in RoboCup competition ,and studies the self-localization and coordinated multi-robot object localization.Firstly ,the state of arts and cate 2gories of localization techniques were presented.According to whether prior pose or the probabilistic approaches are used and how the representations of working environments are constructed ,this paper systematically compared and analyzed various self-localization methods.For coordinated object localization ,the static and dynamic tracking methods were investigated.Several key issues related to multi-robot collaborative task ,especially visual sensor modeling ,image processing and feature matching applied in self-localization were discussed respectively.Finally ,some existing problems were pointed out and the technique development trends were given. K ey w ords :vision-based self-localization ;multi-robot collaborative object localization ;autonomous mobile robot ;RoboCup 1　引言(Introduction ) 1992年Mackworth 提出以机器人足球比赛作为 促进人工智能、视觉技术以及机器人学等学科研究的平台[1].通过这种标准的比赛方案,参赛队伍能够检验所采用的方法和技术在实际应用中的有效性[2].自从1997年首届RoboCup 成功举办至今,RoboCup 已成为集学术研究、机器人展示、仿真和实体机器人对抗于一身的综合性普及型赛事. RoboCup 中型组比赛的机器人主要采用视觉传感器来获取环境信息,并由多个机器人共同协作来完成比赛中多种复杂任务.所有这些行为和决策必 须由机器人自主完成,不能人为介入.机器人一方面需要通过视觉传感器提供的环境数据判定自身位姿 状态,一方面要与同伴彼此协调共同完成场上各种复杂的比赛任务.前者是机器人的自定位问题,后者则在前者基础上完成机器人之间的信息交流,用以扩充单机器人对环境的感知能力.比赛中机器人视觉系统需要综合考虑其执行效率、测量精度和实时性等问题,而解决动态环境下自定位和多机器人协作定位是其核心任务.本文综述了RoboCup 机器人基于视觉的自定位和多机器人协作定位方法,并讨论了当前自主移动机器人足球比赛视觉定位的研究 　收稿日期:2004-04-15;收修改稿日期:2004-11-22. 基金项目:中科院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室基金资助项目(RL 200204);辽宁省高等学校学科拔尖人才资金资助项目 (2003-54). 　 第22卷第4期2005年8月 控制理论与应用 Control Theory &Applications Vo 1.22No.4 Aug.2005 　 文章编号:1000-8152(2005)04-0597-07