室外移动机器人遥控系统的设计与实现

　　众所周知,在宇宙空间、水下或陆地上的危险区域从事科学研究或是工业生产时,人进入这些感兴趣的区域现场是不太实际和可行的.随着微电子技术、传感器技术、人工智能以及模式识别技术的飞速发展,移动机器人技术取得了前所未有的进步.让移动机器人代替人类去这些操作现场,并且由人在安全区域控制机器人执行、或是由机器人本身自主执行相应的任务是一个很理想且实际的解决途径.移动机器人遥控技术正是在前人的基础上,将人与机器有机结合,发挥出各自的特长和最大优势;机器代替人去危险或人不可能到达的区域工作,而由人对其进行远程操作控制.

　　1　遥控系统的总体结构

　　该遥控系统由移动指挥站(mobile commandstation,简称MCS)、移动机器人站(moble robot sta-tion,简称MRS)、数据无线通信系统和图像无线传输系统组成.图像无线传输系统接收移动机器人发送来的环境图像或瞄准图像的信息,遥控人员可以清晰地从LCD液晶屏上看到遥控对象(移动机器人站)的周边环境,以便于遥控操作.数据无线通信系统负责在移动站和指挥站之间传递移动机器人的状态参数以及遥控驾驶命令.系统结构框图如图1.

　　图1　移动机器人遥控系统总体结构

　　1·1　移动指挥站

　　移动指挥站为一个移动的遥控指挥系统,具有良好的机动性和灵活性,可以根据实际需要接近和远离遥控对象,从而减少由于不通视原因引起的图像、数据通信不畅的影响.其主要完成遥控命令的测量与发送、方向盘力反馈控制、移动车体参数的接收与显示等功能.其由手工遥控器、数据无线电台、声像电台、定向天线、天线云台、磁罗盘、测控计算机(装有TH-MCS-7845C测控板)、监控计算机等组成.其结构框图如图2.

　　1·2　移动机器人站

　　移动机器人站作为人在安全区域进行远程操控的被控实体,其主要功能是实时采集移动机器人的声音信号和环境图像并传给指挥站,接收并执行来自移动指挥站的命令,实现期望的控制任务.移动站上主要配备有通信计算机、车体控制计算机、数据无线电台、图像无线电台、全向天线、摄像机(前视,后视)和瞄准摄像机.其结构如图3.

　　图3　移动机器人(MRS)结构示意

　　2　硬件部分的设计与实现

　　2·1　手工遥控器的设计

　　手工遥控器由圆型方向电位器、条形油门电位器、条形刹车电位器以及方向控制系统组成,现场的车况如油量、速度、里程数以及车辆控制切换状态都显示在LCD液晶屏上.遥控操作人员可以通过观察LCD液晶屏上的图像数据,实现对远程移动机器人的控制.