文档介绍：上海大学
硕士学位论文
消防机器人车载控制和无线通信系统的设计与实现
姓名:蔡皓昌
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:潘志浩
20050101
摘要消防侦察机器人系统的研究是上海市消防研究所与我校通信学院合作的国家吧海市科委重点支持的重大项目。该系统主要由四个部分组成:中央控制器、命令执行机构、信息采集设备和无线通信系统。本文主要的研究内容是消防机器人车载总控制系统与无线语音数据通信系统。围绕系统的总体设计方案,本文对机器人运动控制、自适应的变速率语音终端以及分等级的无线通信三个方面进行了详细的研究和阐述。中央总控制终端通过无线网络可以实现对多个机器人集群摔制,同时也可以进行全双:河镆敉ㄐ藕选择性视频监控。为了保障控制数据传输的可靠性,建立了以无线公网和短波电台荫个通信链路构成的通信系统,对不同环境中不同无线通信质量俾的通信优先级及辛搜芯浚贫送ㄐ判榧肮娣叮Vち丝刂剖莸某┩ǎ语音数据及时到达,视频数据尽力传送,在实际应用中效果良好,具有创新性。该项目采用无线公网通信技术、短波无线数据传输技术、多媒体压缩技术、嵌入式模块控制技术及计算机辅助决策技术,解决了多通道下的各类数据的传输、处理问题,为灾害现场的快速处置决策提供了技术支持。系统具有实时性好、智能化程度高、安全可靠等特点。经检索,消防侦察机器人的总体研究深度和整体技术水平居。【关键词】消防机器人,嵌入式系统,无线数字通信,分级允视Χ速率编码器消防机器人车载控制和无线通信系统的蹬计~实现沁人学硎宦畚
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原创性声明本论文使用授权说明本人声明:所晕交的论文是本人在导师指导下进行的研究鳌除了文中特别加以标注和敛谢的地方外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同‘工作的其他同志对本研究所做的任何炙献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日期:⑹褂醚宦畚牡墓娑ǎ矗貉S腥ūA论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。
第一章绪论消防机器人的基本构成课题背景本课题来源于国家高技术研究发展计划计划翁狻!S糜谠趾ο殖的消防侦察机器人系统研究和上海市科学技术委员会科研项目——‘年代开始,世界许多国家都进行了消防机器人的研究。美网和办联最早进行消防机器人的研究,而后日本、英国、法国等国家都纷纷开展了消防机器人的研究,目前已有多种不同类型的消防机器人用于各种火灾场合。从功能卜划分,目前的消防机器人有下列几类:灭火机器人、侦察机器人、攀登营救机器人和救护机器人;从控制方式来分,消防机器人可分为遥控消防机器人和自主消防机器人。我国从八十年代末期开始消防机器人的研究,公安部上海消防研究所等单位在消防机器人的研究中取得了大量的成果,“自行式消防炮”已经投入市场,“履带轮式消防灭火侦察机器人”也于年峦ü斯已槭铡5悖夜防机器人的研究还处在初级阶段,还有许多有待研究的问题。研制能够用于这螋场合的侦察灭火机器人,协助消防人员进行火灾的定位和灭火,将有极大的社会器人研究。消防机器人是机器人的一个分支,为了实现它的既定功能,一般包括运动机构、传感器、控制器、能源单元、通信单元和自身保护系统等主要构件,如图机器人的运动机构是许多机械零件的集合体构成的动力学体系。在本课题所研究的消防机器人结构中,运动机构包括:悬挂式六轮行走系统,云台升降与转向系统阆窕琅,消防炮水压控制系统,以及摄像机变焦系统。意义。~尽渐⒀悔敝消防机器人车载摊制和无线通信系统的设计实聪第
~——一二~控制器是消防机器人的“大脑”,是机器人的核心部分,其主要功能有:①枕番种信息,从而对其卜一步的动作做出判断。消防机器人使用的传感器数量众多,火灾判断的传感器,它们检测火灾发生时环境的温度变化、空间中热分布的改变无线通信链路图消防机器人系统的构成器人仃动的规划,使机器人有序的工作;②了解工作环境,采集和存储工作现场的信息,并进行火灾的判断和分析;③与外界进行信息的交互。为了能在恶劣的环境中工作,消防机器人必须快速准确的感知其.】。作环境的包括:用于障碍感知的传感器。有接触式和非接触式两种,接触式传感器必须在机器人接触障碍物时才能给出信息,给出信息的时间滞后,多用于慢速行走的机器人;接触式传感器采用光、声波等信息介质,其测障原理类似于雷达,能在早期给出障碍物存在的信息,从而提高机器人行走速度。用于火灾探测的传感器,包括各种非接触式的温度传感器、热分布探测器和嗅觉类的气体传感器等。温度传感器、热分布传感器和气体传感器是传统的用于或气体