基于嵌入式系统的移动机器人无线远程控制系统

以旅行家TMIIA机器人为被控对象,建立一套机器人无线远程控制系统,搭建无线局域网,设计机器人远程控制系统的硬件和软件结构;针对目前无线网络传输带宽窄与传输数据量大的矛盾,提出采用改进的Elman网络去预测网络带宽利用率,并根据预测结果调节视频数据流的发送速率。实验结果表明,该方法在很大程度上改善了移动机器人无线远程控制系统的控制性能。

21 0 2年 4月

机床与液压MACHI NE T0OL& HYDRAUL CS I

Ap . 01 r2 2

第4 0卷第 7期

Vo. 0 No 7 14 .

D:1 . 9 9 j i n 1 0 OI 0 3 6/.s . 0 1—3 8 . 0 2 0 . 2 s 8 12 1 .7 03

基于嵌入式系统的移动机器人无线远程控制系统设计田景文，伍延禄，高美娟( .北京联合大学，北京 1 0 0;2 1 0 1 1 .北京 t _大学，北京 10 2 ) v - 009摘要：以旅行家 I I A机器人为被控对象，建立一套机器人无线远程控制系统，搭建无线局域网，设计机器人远程控制系统的硬件和软件结构；针对目前无线网络传输带宽窄与传输数据量大的矛盾，提出采用改进的 Ema l n网络去预测网络带

宽利用率，并根据预测结果调节视频数据流的发送速率。实验结果表明，该方法在很大程度上改善了移动机器人无线远程控制系统的控制性能。

关键词：嵌入式系统；机器人；无线网络；远程控制；Em n网络 la中图分类号：T 22 2 P 4 .文献标识码：A 文章编号：10 3 8 (0 2 0 1— 8 1 2 1 )7— 7 4 04—

De i n fW i ee s Re o e Co r lSy t m o o ie Ro o s d o Em b d d S s e sg o r l s m t nt o se f r M b l b tBa e n e de y t m

TA ig e I N J w n,WU Y nu,G O Me u n n al A i a j ( . e igU i nvr t,B in 0 1 1 h a 1 B in no U i s y e ig1 0 0,C i; j n ei j n 2 B in nvr t o hmi l eh o g,B in 0 0 9 hn ) . e igU i s y f e c c n l y e i 10 2,C ia j e i C aT o jgAb ta t u f o o w rl s e oecnrl ytm w sst p u igte I o i o o a te cnrl d ojc. T e s c:A s i o b t i e m t o t s a e u s I m b erb t s h o t l b t h r t r esr os e n h A l oe ewi l s o a a e e w r a u l T e h r w r t cu ea d

s f a e sr cu e o e s se e e d sg e . T ei r v d El n r e sl c l ra n t o k w s b i . h a d a e sr t r n ot r t t r f h y t m w r e i n d e t u w u t h mp o e ma n t r a s d t o e a t h t iain r t f ewo k b n w d h t o v h o ta it n b t e a r w b n n a g u n ewo k w s u e o fr c s t e u i z t a i o t r a d i t s l et e c n r dci ewe n n ro a d a d a lr e q a— l o o n o o

tyo a et nmi i . A esmet e h e dn t o ie t a a a js da c rigt tepe i a l rs l . i f t i t as s o t danh r sn t h a m,tesn igr e f d os e m w s dut c o n rdc be eut t i a v r e d oh t sThe e p rm e tlr s ls d m o tae u ig t e m eh d, c nto e o ma c ft r l s e oe c nr ls se i mpr v d. x e i na e u t e nsr t sn h t o o r lp r r n e o he wie e s rm t o to y tm s i f oe

Ke wo d: E e d d s se;Ro o;W i ls ew r y rs mb d e y t m bt r e s n t o k;Re t o to;E ma e w r e moe c n r l l n n t o k

随着机器人技术的飞速发展，机器人不只应用

改进的Em n动态神经网络去预测网络带宽利用率， la 并根据预测结果来调节视频数据的发送速率，从而提前预防网络拥塞的发生，进而提高网络带宽利用率。 仿真结果与实验证明：作者提出的方法能够从一定程度上减小数据包的丢失与传输时延时间，从整体上提高了机器人远程控制系统的实时性能，具有一定的现实意义。

在军事等领域，它在日常生活中的应用也越来越广

泛，特别是在太空探索等危险环境中扮演着非常重要的角色。但现在移动机器人的自主性能较难达到

实际的要求，必须对机器人进

行远距离控制。而目前的远程控制端基本上都是基于 P C机应用的，在实际应用的过程中显现出了很大的不足，例如价格高、占用资源大、体积庞大、工作不稳定、功耗高等。然而在实际使用的过程中，人们越来越注重系

1基于嵌入式的移动机器人无线远程控制系统的 设计1 1系统总体结构 .

统的便携性和易用性，而嵌入式技术的发展使得这样的系统有了实现的可能…。作者采用嵌入式 l u ix n系统作为远程控制端，同时采用无线网络作为远程通信方式。

该系统由嵌入式远程控制端 (客户端 )、无线网络传输部分、机器人现场控制端 (服务器端 )三部

但是，由于无线网络本身带宽有限，又不能提供较好的服务质量控制，而移动机器人所采集的实时数

分组成，现场控制端位于移动机器人自带的 P c机上，用来接收从嵌入式远程控制平台发送过来的指

据 (尤其是视频数据 )其数据量是巨大的，因此，网络的时延大、数据包丢失严重就成了影响移动机器人无线远程控制系统性能的重要因素。作者提出采用

令，然后通过 R 2 2串 1输给机器人微处理器， S3 5传 使机器人按照实际的控制指令执行，同时采集机器人的状态信息并传输给远程控制端。其总体结构如图 1所示。

收稿日期：2 1— 4— 2 01 0 0基金项目：国家 83计划子项目 (0 5 A 2 00 6 20A 407 )作者简介：田景文，男，博士，教授，研究方向为控制理论与控制工程。E—m i e0 24 16 cr。 a:ee 13@ 2 . o l n