針對危房、危橋、爆炸區(qū)等非常規(guī)場景下排障、搶救作業(yè)的情況,基于移動機器人控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和5G Wi-Fi通訊技術(shù)設計一種應用于非常規(guī)場景巡檢的第一視覺5G智能機器人。該機器人代替搜救人員或排障人員進行搶救、排障作業(yè),管理人員通過5G智能機器人第一視覺模塊實時獲悉現(xiàn)場情況,實現(xiàn)遠程控制救援。 

【文章來源】：自動化與信息工程. 2020,41(04)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

第一視覺5G智能機器人控制系統(tǒng)

因輪式移動機構(gòu)具有移動效率高的特點[2]，本文采用的三輪全方向驅(qū)動載物平臺，如圖2所示。其使用3個同心等距分布的萬向輪作為驅(qū)動輪；通過控制驅(qū)動輪所連直流無刷電機的驅(qū)動力矩，實現(xiàn)機器人的全方向移動。三輪全方向驅(qū)動載物平臺結(jié)構(gòu)簡單、體積小且能夠全方向移動。如此，第一視覺5G智能機器人在狹小環(huán)境下可實現(xiàn)高效、穩(wěn)定移動。當精確控制三輪全方向驅(qū)動載物平臺的運動時，首先需知三輪全方向驅(qū)動載物平臺的位置。三輪全方向驅(qū)動載物平臺的位置通常采用坐標表示，通過對電機的轉(zhuǎn)速控制實現(xiàn)精確定位。通過計算運動學正向解，將輪子的轉(zhuǎn)速換算得到三輪全方向驅(qū)動載物平臺在世界坐標系中的位置坐標。

已知電機轉(zhuǎn)速、輪半徑和3個輪的位置關(guān)系，使用正交分解，將3個速度Va,Vb,Vc轉(zhuǎn)化為機器人的線速度和角速度；再經(jīng)過三角換算，得到世界坐標系中三輪全方向驅(qū)動載物平臺的線速度和角速度；然后各自求積分，可計算得出三輪全方向驅(qū)動載物平臺在世界坐標系x^"、y^"下的位置和轉(zhuǎn)向角度，如圖3所示。機器人的三輪歐米輪底盤使用3個驅(qū)動輪構(gòu)成底盤移動的基本單元，3個歐米輪分別間隔安裝。在控制三輪全方向移動中，通過NI myRIO嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺控制數(shù)值與電機編碼器傳感器的讀取，確定自身的坐標軸方向以及各電機相對于設定原點的角度和距離。通過對各電機編碼速度的運算得出機器人相對于全局坐標系的當前位置。通過輔助系統(tǒng)的定位，向主控單元發(fā)送目標物體的坐標位置，使用逆運動學，將信息換算成各電機的編碼值，結(jié)合PID算法，將設定的坐標值轉(zhuǎn)換為設定的編碼值，實現(xiàn)機器人在狹小環(huán)境下的高效和穩(wěn)定移動。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]5G技術(shù)的發(fā)展與應用[J]. 龔瑋,梁福學.  計算機產(chǎn)品與流通. 2019(12)
[2]基于PLC的輪式移動機器人系統(tǒng)設計[J]. 胡曉達.  技術(shù)與市場. 2018(01)

博士論文
[1]移動機器人的路徑規(guī)劃與定位技術(shù)研究[D]. 張琦.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]輔助視覺中的圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳龍.西安電子科技大學 2013



本文編號：3338451