应用于非常规场景巡检的第一视觉5G智能机器人

发布时间：2021-08-12 13:58

　　针对危房、危桥、爆炸区等非常规场景下排障、抢救作业的情况,基于移动机器人控制技术、传感器技术和5G Wi-Fi通讯技术设计一种应用于非常规场景巡检的第一视觉5G智能机器人。该机器人代替搜救人员或排障人员进行抢救、排障作业,管理人员通过5G智能机器人第一视觉模块实时获悉现场情况,实现远程控制救援。 

【文章来源】：自动化与信息工程. 2020,41(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

第一视觉5G智能机器人控制系统

因轮式移动机构具有移动效率高的特点[2]，本文采用的三轮全方向驱动载物平台，如图2所示。其使用3个同心等距分布的万向轮作为驱动轮；通过控制驱动轮所连直流无刷电机的驱动力矩，实现机器人的全方向移动。三轮全方向驱动载物平台结构简单、体积小且能够全方向移动。如此，第一视觉5G智能机器人在狭小环境下可实现高效、稳定移动。当精确控制三轮全方向驱动载物平台的运动时，首先需知三轮全方向驱动载物平台的位置。三轮全方向驱动载物平台的位置通常采用坐标表示，通过对电机的转速控制实现精确定位。通过计算运动学正向解，将轮子的转速换算得到三轮全方向驱动载物平台在世界坐标系中的位置坐标。

已知电机转速、轮半径和3个轮的位置关系，使用正交分解，将3个速度Va,Vb,Vc转化为机器人的线速度和角速度；再经过三角换算，得到世界坐标系中三轮全方向驱动载物平台的线速度和角速度；然后各自求积分，可计算得出三轮全方向驱动载物平台在世界坐标系x^"、y^"下的位置和转向角度，如图3所示。机器人的三轮欧米轮底盘使用3个驱动轮构成底盘移动的基本单元，3个欧米轮分别间隔安装。在控制三轮全方向移动中，通过NI myRIO嵌入式系统开发平台控制数值与电机编码器传感器的读取，确定自身的坐标轴方向以及各电机相对于设定原点的角度和距离。通过对各电机编码速度的运算得出机器人相对于全局坐标系的当前位置。通过辅助系统的定位，向主控单元发送目标物体的坐标位置，使用逆运动学，将信息换算成各电机的编码值，结合PID算法，将设定的坐标值转换为设定的编码值，实现机器人在狭小环境下的高效和稳定移动。

【参考文献】：
期刊论文
[1]5G技术的发展与应用[J]. 龚玮,梁福学.  计算机产品与流通. 2019(12)
[2]基于PLC的轮式移动机器人系统设计[J]. 胡晓达.  技术与市场. 2018(01)

博士论文
[1]移动机器人的路径规划与定位技术研究[D]. 张琦.哈尔滨工业大学 2014
[2]辅助视觉中的图像处理关键技术研究[D]. 陈龙.西安电子科技大学 2013



本文编号：3338451