面向家庭服務的網(wǎng)絡機器人技術研究.pdf

1、網(wǎng)絡機器人是一個融合了機器人控制、計算機網(wǎng)絡和多媒體通信等多個學科的新興領域。近年來，由于全球社會老齡化現(xiàn)象的日益嚴重以及改善殘疾人生活的迫切需要，面向家庭服務的網(wǎng)絡機器人的研究已經(jīng)成為全球研究的一個熱點。論文系統(tǒng)地研究了網(wǎng)絡機器人控制中的多媒體交互、異構平臺的互操作等關鍵技術，并重點解決了基于網(wǎng)絡的視覺伺服控制，音頻監(jiān)控與交互的設計與實現(xiàn)等關鍵內容，在此基礎上設計并實現(xiàn)了一個面向家庭服務的網(wǎng)絡機器人控制系統(tǒng)。
　　 論文首先論

2、述了開放式網(wǎng)絡機器人控制系統(tǒng)平臺的組成原理，并針對其家庭服務的應用，接著給出了控制系統(tǒng)的總體結構。該控制系統(tǒng)利用Java Applet技術實現(xiàn)了一個操作簡單的人機交互接口，用戶可通過Web瀏覽器進行訪問和操作。系統(tǒng)可提供音、視頻監(jiān)控，基于網(wǎng)絡的移動機器人抓取作業(yè)，語音交流等服務功能。為實現(xiàn)基于網(wǎng)絡的移動機器人抓取作業(yè)，論文提出了將人工遙操作與機器人自主視覺伺服相結合的控制方式。首先構建了P2-DX機器人5+1自由度機械臂的正逆運動學模型

3、，研究了基于位置的視覺伺服控制方法；接著論述了抓取目標識別方法和雅克比矩陣的推導，研究了基于圖像的視覺伺服控制方法。為實現(xiàn)雙向語音交互，論文中利用Java Sound API和OSS API音頻處理接口，實現(xiàn)實時音頻采集、傳輸和播放。特別為改善在低帶寬的網(wǎng)絡環(huán)境下語音傳輸?shù)馁|量和實時性，論文中對采集的音頻進行預處理，并采用GSM編碼，多線程和循環(huán)緩沖列隊機制。經(jīng)實驗驗證，該控制系統(tǒng)具有較好的性能，能顯著提高抓取作業(yè)的成功率，并實現(xiàn)實時語