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基于移动通信网络的机器人遥操作

2006年5月 Journal on Communications May 2006

基于移动通信网络的机器人遥操作

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基于移动通信网络的机器人遥操作

基于移动通信网络的机器人遥操作

第27卷第5期

通 信 学 报 V ol.27 No.5 基于移动通信网络的机器人遥操作

李莹莹1, 刘云辉2, 樊玮虹1, 蔡宣平1, 李波3

(1. 国防科学技术大学 电子科学与工程学院

湖南 长沙

410073 2. 香港中文大学 自动化与辅助工程系

香港 3. 空军工程大学

电讯工程学院

陕西 西安 710077) 摘 要提出了一种基于移动通信网的多机器人遥操作方案解决了在恶劣的移动环境中如何保证系统稳定性并进行具有实时力觉视觉反馈的双向遥操作等问题其中通过比较现存的各种视频压缩标准结合关键帧提取帧分割等技术提出了一种移动网中的实时视频传输方案一系列室外机器人群编队行进实验验证了方案的有效性 关键词移动通信网遥操作关键帧力反馈 中图分类号TP24 文献标识码 B 文章编号1000-436X(2006)05-0052-08

Teleoperation of robots via the mobile communication networks

LI Ying-ying 1, LIU Yun-hui 2, FAN Wei-hong 1, CAI Xuan-ping 1, LI Bo 3

(1. School of Electronic Technology and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China;

2. Department of Automation and Computer-Aided Engineering, CUHK, Hong Kong, China;

3. School of Telecommunication Engineering, Air Force Engineering University, Xi’an 710077, China)

Abstract: A prototype system for controlling multi-robot via the mobile communication networks was presented. In spite

of severe network environment, the proposed project guarantees the stability of the system first and bilateral teleoperation

with real-time haptic and video feedback was provided. Based on experimental investigation and comparison of existing

video codec standards, a method using key frame extraction, frame split, etc, had been developed to transfer smooth video

stream through mobile networks. Experiments of multi-robot formation have been carried out to demonstrate usefulness

of the developed system.

Key words: mobile communication network; teleoperation; key frame; force feedback

1 引言 随着互联网的广泛应用基于Internet 的机器人遥操作正成为机器人领域一个重要的前沿课题

利用Internet 传送人类的行为动作使机器人在远程复现人类的行为意图进而实现跨越空间的行为延伸这一研究融合了机器人技术与Internet 网络技术在远程医疗设备监控与维护危险复杂环

境作业等领域均有着巨大的应用前景 目前国际上在这方面已经作了大量的研究工作1993年由Ken Goldberg 等开发的Mercury 项目是第一个基于Internet 的机器人遥操作系统近年来遥操作研究从最初的单个操作者控制单机器人逐渐发展到处于不同地区的操作者合作遥控远处收稿日期2005-06-03修回日期2006-02-22 基金项目国家自然科学基金资助项目 (60334010)国家高技术研究发展计划 (863计划) 基金资助项目 (2002AA422250)香港RGC 资助项目(N_CUHK404/01)

Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China(60334010); The National High Technology Research and Development Program of China (863 Program)(2002AA422250); The HongKong RGC (N_CUHK404/01)

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