| 【中文题名】 | 基于嵌入式Linux的小型移动机器人远程控制系统设计 |
| 【英文题名】 | Design of the Remote Control System of a Mini Mobile Robot Based on Embedded Linux |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 移动机器人,远程控制,嵌入式Linux,网络控制服务器,Web监控, |
| 【英关键词】 | Mobile robot,Remote control,Embedded Linux,Internet control server,Web monitor, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 |
随着互联网技术的不断发展，基于网络的机器人远程控制日益受到了人们的重视。机器人的远程控制可以使操作人员远离具有危险性的操作环境，避免人身伤害，可应用在星际考察、水下作业和核工业等多个领域。可以预见，基于网络的机器人远程控制技术具有良好的发展前景和广阔的应用空间。
嵌入式Linux是一种源代码开放、可裁剪、多任务和多线程的操作系统，能支持所有标准的因特网协议，易于移植到各种硬件平台之上，如X86、ARM、MIPS和PowerPC等。
本文设计的移动机器人远程控制系统，以嵌入式Linux为核心，在一块小的ARM控制板上集成了Web服务器，以及一个基于socket连接的机器人网络控制服务器，并以无线的方式接入Internet，满足了机器人的小型化、并行化、移动性和群体性协作的要求。远程用户可以利用网络控制服务器对机器人进行编程控制，完成给定的任务，同时能通过网页浏览器查看机器人的状态信息和环境的图像信息，监视机器人的运动。
论文的主要研究成果和创新如下：
(1)构建基于嵌入式Linux的系统平台，包括引导装载程序、Linux内核移植、USB无线网卡和USB摄像头的驱动程序；... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-9 |
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第1章 绪论 |
9-19 |
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1.1 研究背景 |
9-10 |
|
1.2 国内外移动机器人远程控制的研究现状 |
10-14 |
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1.2.1 移动机器人的研究 |
10-11 |
|
1.2.2 机器人远程控制的研究 |
11-14 |
|
1.3 嵌入式技术的发展 |
14-17 |
|
1.3.1 几种典型的嵌入式操作系统 |
15-16 |
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1.3.2 嵌入式Linux系统的优势 |
16-17 |
|
1.4 课题来源与主要研究内容 |
17-18 |
|
1.5 论文的主要结构 |
18-19 |
|
第2章 系统体系结构与硬件平台设计 |
19-29 |
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2.1 常见的机器人远程控制系统架构 |
19-21 |
|
2.2 系统体系结构 |
21-24 |
|
2.2.1 机器人控制系统平台 |
23 |
|
2.2.2 机器人运动控制与传感信息采集 |
23-24 |
|
2.2.3 机器人服务器 |
24 |
|
2.2.4 客户端 |
24 |
|
2.3 系统硬件平台设计 |
24-28 |
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2.3.1 主控制板 |
25-26 |
|
2.3.2 运动控制与内部传感单元 |
26-27 |
|
2.3.3 其它 |
27-28 |
|
2.4 本章小结 |
28-29 |
|
第3章 机器人控制系统平台构建 |
29-44 |
|
3.1 嵌入式Linux系统的开发模式 |
29-31 |
|
3.2 系统引导装载程序Bootloader开发 |
31-36 |
|
3.2.1 u-boot启动流程 |
32-33 |
|
3.2.2 u-boot的移植 |
33-35 |
|
3.2.3 Linux内核的引导 |
35-36 |
|
3.3 Linux内核的移植 |
36-38 |
|
3.4 无线网卡与摄像头设备驱动程序 |
38-43 |
|
3.4.1 USB无线网卡驱动程序移植 |
40-41 |
|
3.4.2 USB摄像头驱动程序移植 |
41-43 |
|
3.5 本章小结 |
43-44 |
|
第4章 机器人运动控制和传感信息采集 |
44-54 |
|
4.1 机器人运动控制与内部传感器信息采集 |
44-49 |
|
4.1.1 与上位机命令接口的定义与实现 |
44-45 |
|
4.1.2 机器人运动控制的实现 |
45-47 |
|
4.1.3 内部传感器信息采集 |
47 |
|
4.1.4 行为控制 |
47-49 |
|
4.2 基于Video4Linux的USB摄像头图像采集 |
49-52 |
|
4.3 无线传感器网络接入 |
52-53 |
|
4.3.1 无线传感器网络与移动机器人的协作 |
52 |
|
4.3.2 无线传感器网络的信息提取 |
52-53 |
|
4.4 本章小结 |
53-54 |
|
第5章 机器人网络控制服务器和远程Web监控 |
54-70 |
|
5.1 机器人网络控制服务器 |
54-58 |
|
5.1.1 Linux下的socket编程 |
54-55 |
|
5.1.2 机器人网络控制服务器的接口定义与实现 |
55-57 |
|
5.1.3 机器人网络控制客户端程序示例 |
57-58 |
|
5.2 机器人远程Web监控 |
58-66 |
|
5.2.1 嵌入式Web服务器Boa的移植 |
59-60 |
|
5.2.2 CGI控制程序设计 |
60-62 |
|
5.2.3 机器人状态信息查询 |
62-63 |
|
5.2.4 无线传感网络信息发布 |
63-64 |
|
5.2.5 基于Web的图像信息发布 |
64-65 |
|
5.2.6 基于Web的机器人运动控制 |
65-66 |
|
5.3 典型示范应用 |
66-69 |
|
5.4 本章小结 |
69-70 |
|
第6章 总结和展望 |
70-72 |
|
6.1 工作总结 |
70-71 |
|
6.2 工作展望 |
71-72 |
|
致谢 |
72-73 |
|
参考文献 |
73-77 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目 |
77 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385499 |
