基于无线局域网的移动机器人远程控制系统
（长安大学 武奇生 王丹 贺昱曜 信息工程学院 陕西 西安 710064）
摘要：针对Pioneer3-AT移动机器人的特点，基于无线局域网设计并实现了一种移动机 器人远程控制系统。 简要介绍了系统的工作原理及移动机器人的体系结构， 给出系统服务器 和客户端程序的实现流程，最后，通过实际客户端操作实现了移动机器人的远程运动控制、 轨迹跟踪以及现场图像信息实时传输显示。 关键词：移动机器人；无线局域网；远程控制；线程 中图分类号: TP242.6;TP393 文献标识码: A
Remote Control System for Mobile Robot Based on Wireless LAN
WU Qi-sheng Wang Dan HE Yu-yao (School of Information Engineering, Chang’an University, Xi’an Shaanxi, 710064, China) Abstract: Aiming at characteristic of Pioneer3-AT mobile robot, based on wireless LAN, a remote control system for mobile robot was designed and realized. The principle of remote control system and the architecture of mobile robot were introduced first. Then the software flowchart of system server and clients were given also. Finally, through clients operations, remote movement control, tracking of specific curve and real-time transmission and display of mobile robot were accomplished. Key words: Mobile Robot; Wireless LAN; Remote Control; Thread
0 引
言
随着互联网和机器人技术在各行各业的成功应用， 把网络控制与机器人结合已成为控制 界学者的研究热点。 国外在机器人网络控制方面的研究取得了长足的进展， 出现了网上远程 [1,2] 控制的实例，如美国加州大学Mercury项目 的ABB型工业机器人操作臂；瑞 邦工学院 的KhepOnTheWeb遥操作机器人项目[3]中能够在迷宫中运动的移动机器人；Luo和Chen[4]开 发的通过互联网进行远程导航控制的移动机器人。 国内研究人员也开始利用互联网开展机器 [5] 人网络控制方面的研究。文献 基于Internet的遥操作机器人系统——Telerobot，采用客户端 和机器人服务器的两层结构实现了机器人远程控制；文献[6]给出了遥操作机器人的体系结构 和控制系统；文献[7]针对机器人面临协作环境不确定、信号传输延迟等困难，在理论上给出 了基于Web模式的远程控制策略，使系统具有稳定、安全、可靠和高效率等性能。文献[8]针 对空间机器人遥操作， 应用三维预测仿真和遥传感器反馈监控技术构建了遥操作机器人的客 户端仿真系统。 传统的有线局域网采用有线接入方式， 由于对线路的依赖性难以满足移动用 [9] 户特别是移动机器人的需求。无线局域网 是以无线信道（RF射频技术）作为传输媒体实现 的计算机局域网， 了有线局域网环境下生产场合或不适合布线场合的线缆问题。 近年来， [10] 随着无线局域网传输速率和稳定性的提高，在移动机器人领域也得到了应用 。 本文针对最新购置的Pioneer3-AT移动机器人，设计并实现了一种基于无线局域网的移 动机器人远程控制系统，主要描述了系统的工作原理，介绍移动机器人的体系结构，并从软 件实现方面给出了服务器程序和客户端程序流程， 最后通过一个实际客户端操作， 实时采集 机器人坐标、 方向角和现场图像信息， 把机器人的运动轨迹和现场图像信息实时传输到远程
基金项目：国家自然科学基金资助项目(60472022)
客户端，实现了移动机器人的远程运动控制、特定曲线(如直线、圆周)的跟踪和现场图像显 示。
1 系统组成
整个远程控制系统由移动机器人、无线路由器和客户端组成，如图1所示。客户端通过 无线局域网登陆机器人服务器同移动机器人进行通信， 将控制命令传送给机器人Saphira客户 程序（服务器程序）进行处理，最后由移动机器人执行控制指令。其中移动机器人是整个远 程控制系统的关键组成部分， 其车载PC与移动机器人底层的微控制器通过RS232串行 行 通讯，实现移动机器人的运动控制，如实现前进、后退及轨迹跟踪等动作。同时将采集的数 据（包括移动机器人定位信息、实时图像等）通过无线信道传送给客户端。

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