异构多机器人系统通信协议一致性研究与实现

发布时间：2017-05-03 02:15

  本文关键词：异构多机器人系统通信协议一致性研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机器人执行任务种类趋于多样化和工作环境的复杂性的日益加剧,单个机器人执行的任务受到任务规模和复杂程度的限制,许多任务难以依靠单个机器人完成,所以,使用多个机器人协作完成任务是解决复杂问题的有效方法之一。但在多机器人系统中,不同机器人设备来源于不同生产厂商,各厂商生产的机器人各自遵循私有协议。在使用机器人完成任务的时候,增加了软件开发的困难,也不方便操作,更不便于系统的集中控制。因此,为了解决多机器人系统中私有协议给开发人员带来的编程与操作的困难以及系统集中管理的不方便行,需要制定一致性的交互协议。本文研究了多机器人系统的体系结构、通信方式、信息模型等方面,构建了异构多机器人通信系统,并通过对多机器人系统中的机器人协议进行分析,依据机器人系统的需求,采用数据的打包、数据的解析和相应指令的生成的方法设计了一种异构机器人通信的交互协议,并在一致性协议的基础上,设计和实现了一致性协议交互接口,便于开发人员的编程与操作。最后通过适用于异构机器人互联通信的TCP/IP协议及TCP/IP协议通信的核心机制-socket编程,开发了异构多机器人上位机控制软件。在一致性交互协议的基础上,软件在异构多机器人系统的自动化拆装与检测任务中,很好的完成了细化的作业,减少了软件开发的工作量,增加了多机器人系统的集成性,便于系统的集中控制。随着机器人技术的急速飞跃,涉及行业范围越来越广,多机器人系统之间的协商合作形式也越来越多样化,对系统的实时性和可靠性的要求也越来越高,更有甚者要求多机器人系统能够在一定的条件下规避一些错误,或者当系统出现错误时能够进自我补救,此文章需要在此方面进行进一步的研究。而且任务分工越来越细,任务的完成需要更多的机器人,但这些机器人可能不在同一区域,所以需要远程控制计算机执行任务,这也是本文在以后需要进一步研究的内容。
【关键词】：多机器人系统 通信协议 一致性交互 socket编程 远程控制
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 研究内容与结构安排11-13
• 1.3.1 研究内容11-12
• 1.3.2 论文组织结构12-13
• 第二章 多机器人系统理论13-19
• 2.1 多机器人系统概述13-16
• 2.1.1 多机器人系统分类13-14
• 2.1.2 多机器人通信方式14-15
• 2.1.3 多机器人信息交互模型15-16
• 2.2 多机器人通信协议概述16-18
• 2.3 小结18-19
• 第三章 异构多机器人一致性协议制定19-32
• 3.1 异构多机器人系统模型构建19-22
• 3.1.1 异构多机器人体系结构19-21
• 3.1.2 本文所构建的多机器人系统模型21-22
• 3.2 异构多机器人系统协议分析22-26
• 3.2.1 ZigBee协议22-23
• 3.2.2 Modbus协议23-24
• 3.2.3 以太网协议24-25
• 3.2.4 PLC协议25-26
• 3.3 异构多机器人系统一致性协议制定26-27
• 3.4 异构多机器人系统一致性协议实现27-31
• 3.4.1 数据的打包28
• 3.4.2 数据的解析28-29
• 3.4.3 数据生成指令并发送29-31
• 3.5 小结31-32
• 第四章 一致性协议在异构多机器人系统中的应用32-47
• 4.1 异构多机器人系统32-36
• 4.1.1 异构多机器人系统概述32-34
• 4.1.2 异构多机器人系统设计框架34-36
• 4.2 异构多机器人系统的环境建立36-37
• 4.2.1 异构多机器人系统的实物环境建立36
• 4.2.2 异构多机器人系统的仿真环境建立36-37
• 4.3 异构多机器人系统应用的开发工具37-39
• 4.4 一致性协议在异构多机器人系统中的应用39-44
• 4.4.1 软件实现的原理39-42
• 4.4.2 软件的上位机通信流程42-43
• 4.4.3 软件的数据发送流程43-44
• 4.4.4 软件实现的界面44
• 4.5 一致性协议在异构多机器人系统中的应用结果分析44-46
• 4.6 小结46-47
• 第五章 结论与展望47-49
• 5.1 主要结论47
• 5.2 研究展望47-49
• 参考文献49-51
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文51-52
• 致谢52

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 熊举峰,谭冠政,盘辉;多机器人系统的研究现状[J];计算机工程与应用;2005年30期

2 吴正平;关治洪;吴先用;;基于一致性理论的多机器人系统队形控制[J];控制与决策;2007年11期

3 姚俊武;黄丛生;;多机器人系统协调协作控制技术综述[J];黄石理工学院学报;2007年06期

4 马斌奇;;多机器人系统的研究现状及发展[J];科技信息;2009年04期

5 吴军;徐昕;连传强;贺汉根;;协作多机器人系统研究进展综述[J];智能系统学报;2011年01期

6 赵晓巍;袁庆;;多机器人系统在汽车焊接中的应用研究[J];中国高新技术企业;2014年09期

7 顿文力,孟庆春,庄晓东;对抗性多机器人系统对手建模的研究[J];计算机应用研究;2004年03期

8 王磊,唐华斌,孙增圻;多机器人系统形成联合协作的综合评价算法[J];清华大学学报(自然科学版);2005年04期

9 王佳;吴晓蓓;徐志良;;多机器人系统的互联控制问题讨论[J];控制工程;2007年05期

10 张学习;杨宜民;何启承;;多机器人系统的一种快速会话建立方法[J];计算机工程与应用;2008年35期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 苏丽颖;么立双;李小鹏;杜峰;;多机器人系统任务分配问题的建模与求解[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集（第五分册）[C];2013年

2 袁云;张涛;张莹;;基于网络知识平台异种多机器人系统智能协调行为的动态学习[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年

3 郝莉莉;顾浩;杨惠珍;康凤举;;多机器人系统合同网任务分配方法的改进与仿真[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会——2012年水下复杂战场环境目标识别与对抗及仿真技术学术交流论文集[C];2012年

4 殷波;孟庆春;庄晓东;;基于模糊逻辑的多机器人系统智能学习方法[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年

5 倪春波;孔一斐;杨月全;曹志强;张天平;;粒子群优化及其在多机器人系统中的应用展望[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集（第五分册）[C];2013年

6 王磊;孙增圻;;基于行为的对手意图识别与对策决策[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年

7 孟庆春;殷波;王旭柱;王汉萍;谭锐;葛玉荣;苑泉乐;;对多机器人系统工作空间进行实时建模的研究[A];2001年中国智能自动化会议论文集（上册）[C];2001年

8 戴朝晖;吴敏;陈鑫;;利用队列控制实现多机器人合作搬运[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 善灵;清华一项目获教育部留学回国人员科研启动基金资助[N];科技日报;2007年

2 陈晓莉;造纸行业机器人通过验收[N];中国绿色时报;2011年

3 本报记者 祝蕾　通讯员 徐彦波;我国造纸业机器人包装搬运装备实现自主化[N];济南日报;2011年

4 本报记者 李蕾　本报实习生 张敏 刘沁;八大菜系,机器人“管家”全精通[N];解放日报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 邵暖;基于双目视觉的多机器人系统协调跟踪控制研究[D];燕山大学;2015年

2 王磊;动态对抗性环境下多机器人系统合作研究[D];清华大学;2005年

3 龙晓林;基于网络模型的多机器人系统研究[D];浙江大学;2007年

4 祖丽楠;多机器人系统自主协作控制与强化学习研究[D];吉林大学;2006年

5 董炀斌;多机器人系统的协作研究[D];浙江大学;2006年

6 李淑琴;面向任务的多机器人系统的组织设计研究[D];南京理工大学;2005年

7 柳林;多机器人系统任务分配及编队控制研究[D];国防科学技术大学;2006年

8 刘亚波;异构多机器人系统协同技术研究[D];浙江大学;2011年

9 严勇杰;多机器人系统协调与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

10 雷艳敏;多机器人系统的动态路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘玲;基于Ad hoc网络多机器人系统路由及通信可靠性算法研究[D];大连大学;2015年

2 张玉林;基于快速信息共享的多机器人系统重规划模型与算法的研究[D];电子科技大学;2015年

3 胡雪梅;分布式多机器人系统协同信息共享模型与算法的研究[D];电子科技大学;2015年

4 张琳丽;面向多机器人系统的无线传感器网络节点定位与信息通信研究[D];河北工业大学;2015年

5 郑俊歌;异构多机器人系统通信协议一致性研究与实现[D];北方工业大学;2016年

6 部若谷;多机器人系统通信模块的设计与实现[D];上海交通大学;2008年

7 李根;矿井救援多机器人系统任务分配优化算法研究[D];辽宁工程技术大学;2011年

8 金露;基于社区感知网络的多机器人系统Q-学习与运动控制研究[D];扬州大学;2013年

9 樊雪丽;基于混杂动态的多机器人系统的一致性分析与设计[D];北京交通大学;2015年

10 吴笑萍;一类多机器人系统任务分配方法的研究[D];南京理工大学;2012年

  本文关键词：异构多机器人系统通信协议一致性研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：342138