第一篇：機(jī)器人與計(jì)算機(jī)之間的通信編程.

近年來,以離線編程為基礎(chǔ)的機(jī)器人柔性自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā),代表了工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)二次開發(fā)的熱點(diǎn)。離線編程作為機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù),要求外部計(jì)算機(jī)直接與機(jī)器人控制器通信。而機(jī)器人控制器作為機(jī)器人控制系統(tǒng)的本體,不但完成操作手的伺服控制、軌跡規(guī)劃,同時(shí)它還具有與外界控制系統(tǒng)進(jìn)行通信的功能。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)控制系統(tǒng)的革新,開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò),具有開放式、分布式機(jī)器人控制系統(tǒng)已成為機(jī)器人控制器研究的重點(diǎn);另一方面,機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沿著網(wǎng)絡(luò)化、分布式方向和控制系統(tǒng)體系沿著開放性方向發(fā)展是機(jī)器人控制系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新的趨勢。

C/S 本文提出了基于模型機(jī)器人控制器與計(jì)算機(jī)之間的 Win NT RPC 通信編程方法,著重討論了基于操作系統(tǒng)機(jī)制的機(jī)器人控制網(wǎng)絡(luò)客戶服務(wù)器程序的開發(fā),并實(shí)現(xiàn)了其軟件DCOM C/S ABB S4 的封裝。并以基于模型的型機(jī)器人控制器

RPC Win NT Win32 為例,闡明了基于機(jī)制的操作系統(tǒng)下的

機(jī)器人柔性自動(dòng)化應(yīng)用程序的開發(fā),為機(jī)器人柔性自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)提供了一種可行的新方法。C/S 基于模型的機(jī)器人控制器原理

計(jì)算機(jī)、機(jī)器人計(jì)算機(jī)板、內(nèi)存板和網(wǎng)絡(luò)輸入輸出接口板

/等大部分組成。主計(jì)算機(jī)由和用于控制和協(xié)調(diào)各接口4RAM 板的主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成,它是機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和控制各標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展槽,完成任務(wù)調(diào)度和協(xié)作;機(jī)器人計(jì)

算機(jī)板由操作手控制計(jì)算機(jī)和輸入輸出控制計(jì)算機(jī)組成, /操作手控制計(jì)算機(jī)主要控制操作手各軸的伺服控制及運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃控制,輸入輸出計(jì)算機(jī)管理機(jī)器人控制器的數(shù)字和/模擬輸入輸出信號(hào),同時(shí)提供機(jī)器人操作界面,如機(jī)器人/的示教器和顯示面板等功能。內(nèi)存板的作用是作為機(jī)器人控制器的電子硬盤,主要存儲(chǔ)機(jī)器人控制器的操作系統(tǒng)文件及各驅(qū)動(dòng)程序。網(wǎng)絡(luò)輸入輸出接口板由卡及其處理計(jì)/Ethernet 算機(jī)組成,主要實(shí)現(xiàn)基于協(xié)議的計(jì)算機(jī)與客戶計(jì)算TCP/IP 機(jī)之間的通信硬件。

本文以型機(jī)器人系統(tǒng)為例,闡明基于網(wǎng)絡(luò)ABB S4RPC 通信機(jī)制的機(jī)器人與計(jì)算機(jī)之間的通信。最新型控ABB S4制器

6統(tǒng),支持協(xié)議下的通信,并采用機(jī)器人編程TCP/IP Ethernet 語言進(jìn)行機(jī)器人的編程,以程序控制機(jī)器人末端執(zhí)RAPAID 行器的軌跡。

基于網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制的機(jī)器人控制器與計(jì)算機(jī)2 RPC 之間的通信編程 基于模型的機(jī)器人控制器與外部計(jì)算機(jī)之間的通信C/S 軟件可以如下描述:服務(wù)器運(yùn)行服務(wù)器端程序,響應(yīng)并執(zhí)行來自客戶端的服務(wù)請(qǐng)求,最后向客戶端返回計(jì)算結(jié)果;而客戶機(jī)運(yùn)行客戶端程序,向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求,獲得服務(wù)器響應(yīng)。型機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖所示,由機(jī)ABB S43器人多任務(wù)操作系統(tǒng)和基于該操作系統(tǒng)的機(jī)器BaseWare OS 人程序和服務(wù)器程序等組成。由于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)RAPID RPC 和操作只受機(jī)器人程序控制,要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在線控制,必須與機(jī)器人程序進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信,而服務(wù)器程序RAPID RPC 可以跨越進(jìn)程與操作系統(tǒng)或機(jī)器人程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,從而獲得機(jī)器人系統(tǒng)和機(jī)器人程序的狀態(tài)和數(shù)據(jù)變量。外RAPID 部計(jì)算機(jī)運(yùn)行客戶端程序,通過向機(jī)器人控制器發(fā)出請(qǐng)RPC 求,并實(shí)時(shí)響應(yīng)機(jī)器人控制器上的服務(wù)器程序的答復(fù)的RPC 方法進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。由于外部計(jì)算機(jī)采用多任Windows NT 務(wù)操作系統(tǒng),型材機(jī)器人柔性自動(dòng)化程序同樣可跨越進(jìn)程與客戶端程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實(shí)時(shí)取得機(jī)器人系統(tǒng)和機(jī)器RPC 人程序的狀態(tài)和數(shù)據(jù)變量。因此通過上述機(jī)器人與計(jì)RAPID 算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)編程,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序與機(jī)器Win 32人控制器及機(jī)器人程序之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。

RAPID 基于機(jī)器人控制器和外部計(jì)算機(jī)客戶服務(wù)器通信程 C/S 序的開發(fā)是同時(shí)進(jìn)行的,本文采用基于開放性軟件的DEC 遠(yuǎn)程過程調(diào)用機(jī)制的通信原理來實(shí)現(xiàn)兩者之間的通RPC(信。是指通過提供類似跨越網(wǎng)絡(luò)的調(diào)用機(jī)制,在概念上RPC 擴(kuò)充了函數(shù)或子程序的調(diào)用,服務(wù)器可以提供一組可由RPC 客戶程序調(diào)用的函數(shù)。如圖顯示了機(jī)器人控制器與RPC 4(a外部計(jì)算機(jī)之間的基于通信機(jī)制的通信原理。服務(wù)RPC RPC 器后端運(yùn)行服務(wù)器程序,客戶端運(yùn)行客戶端程序,當(dāng)RPC 客戶程序調(diào)用函數(shù)時(shí),它發(fā)出常規(guī)的函數(shù)調(diào)用,不RPC RPC 過接受這個(gè)調(diào)用的是存根函數(shù),存根函數(shù)把函數(shù)轉(zhuǎn)

RPC 圖計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序與機(jī)器人程序數(shù)據(jù)通信原理 Win32 RAPID 圖基于機(jī)器人控制器與計(jì)算機(jī)之間的通信原理及軟件設(shè)計(jì) 4 RPC 化為調(diào)用請(qǐng)求和變?cè)赃M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸,這一過程被稱為信號(hào)編集,并把調(diào)用請(qǐng)求和變?cè)l(fā)送給服務(wù)器。(marshaling 服務(wù)器上的存根函數(shù)接收到函數(shù)變?cè)?并進(jìn)行逆信號(hào)編RPC 集,并調(diào)用該函數(shù)的服務(wù)器實(shí)現(xiàn),當(dāng)函數(shù)返回(unmarshal時(shí),它的值用逆向機(jī)制傳給客戶服務(wù)程序。故開發(fā)應(yīng)用RPC 程序時(shí),一個(gè)重要的要素就是接口,即服務(wù)器端和客戶端都必須基于完全相同的存根函數(shù)的定義之上,否則進(jìn)程肯RPC 定失敗。存根函數(shù)的定義則利用編譯器實(shí)現(xiàn),如圖MIDL 4 所示,表示機(jī)器人控制器,表示

(bRobot_Sever Robot_Client 客戶計(jì)算機(jī)。首先開發(fā)服務(wù)器和客戶端的存根函數(shù),即定義和,再用編譯器產(chǎn)生包含在服務(wù)Robot.IDL Robot.ACF MIDL 器和客戶端應(yīng)用程序中的頭文件和兩個(gè)實(shí)現(xiàn)客戶與服務(wù)器的存根函數(shù)的語言源文件。這些文件必須與服務(wù)器和客戶程C 序相鏈接,最后產(chǎn)生服務(wù)器和客戶端的應(yīng)用程序代碼。和是程序開發(fā)的接口定義語言文

Robot.IDL Robot.ACF RPC 件和應(yīng)用程序配置文件(Interface Definition Language File 基礎(chǔ),接口定義語言文件首(Application Configuration File先定義了接口屬性,保證了GUID(Globally Unique Identifier 服務(wù)器和客戶端的應(yīng)用程序具有全球唯一的標(biāo)識(shí)符,還定義了用于存根函數(shù)的函數(shù)原型,即頭文件。應(yīng)用程序配置文件則定義了一些與實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸無關(guān)的數(shù)據(jù)與屬性的信RPC 息。

綜上所述,基于網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制的模型機(jī)器人控RPC C/S 制器與計(jì)算機(jī)的客戶服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了以機(jī)器人控制器為服務(wù)器,外部計(jì)算機(jī)為客戶機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信。由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和C/S 協(xié)議的特性,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與控制技術(shù)的結(jié)合,TCP/IP 構(gòu)筑了機(jī)器人分布式控制網(wǎng)絡(luò),把機(jī)器人作為一種標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制設(shè)備,以網(wǎng)絡(luò)為媒介進(jìn)行無縫連接,并進(jìn)行它們之間的底層通信,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人柔性自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)外部計(jì)算機(jī)機(jī)器人柔性自動(dòng)化程序的開發(fā),作者利用 下轉(zhuǎn)第頁

(171

—52—(a(b 時(shí),將各種可能按順序顯示給用戶,將頻率最高的轉(zhuǎn)移作為默認(rèn)情況。當(dāng)然,實(shí)際應(yīng)用時(shí)需引入更復(fù)雜的排序方法,并嵌入到的各個(gè)狀態(tài)中。如最近最大相關(guān)加權(quán)法、決策GTN 樹法或考慮到先前情況的預(yù)測方法等。

Token 在自動(dòng)執(zhí)行方面,該可以根據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行自Agent 動(dòng)補(bǔ)全。如狀態(tài)時(shí),可直接輸出,其它有多個(gè)可4subject to 能的情況,可確定一可能性閾值,若某個(gè)轉(zhuǎn)移分枝的概率超過它就自動(dòng)按該分枝補(bǔ)全,否則該將動(dòng)態(tài)構(gòu)造提示界Agent 面,按可能順序列出,引導(dǎo)用戶作出選擇。

Token 結(jié)束語 本文總結(jié)了目前中人機(jī)交互存在的困難,提出應(yīng)用DSS 思想構(gòu)造智能界面,嘗試了根據(jù)構(gòu)造智能用戶界Agent GTN 面的方法,并結(jié)合建模的實(shí)例作了說明,它可以應(yīng)用在多種形式的人機(jī)界面中。但存在需進(jìn)一步研究的問題,如各的關(guān)系、規(guī)模的增長帶來的效率問題等。

GTN GTN 參考文獻(xiàn)

肖人彬,羅云峰,費(fèi)奇決策支持系統(tǒng)發(fā)展的新階段系統(tǒng)工程理1..論與實(shí)踐, 1999,19(1: 47-50 2 Shoham Y.Agent-oriented Programming.Artificial Intelligence,1993, 60:51-92 3 Jennings N R.On Agent-based Software Engineering.Artificial Intelli-gence,2000,117:277-296 Bui T,Lee J.An Agent-based Framework for Building Decision Support System.Decision Support Systems,1999,25:225-237劉金琨王樹青基于技術(shù)的人機(jī)智能決策支持系統(tǒng)研究系統(tǒng) ,.Agent.工程理論與實(shí)踐 ,2000,20(2:15-20 6 Lewis M.Designing for Human-agent Interaction.AI Magazine,1998: 67-78 7 Schlimmer J C,Hermens L A.Software Agents: Completing Patterns and Constructing User Interfaces.Journal of Artificial Intelligence Research,1993,1:61-89 等離子切割槍 船用型材 ABB 機(jī)器人 S4型控制器

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第二篇：LEGO機(jī)器人編程課程

LEGO機(jī)器人課 行走訓(xùn)練2 制作機(jī)器狗利用“移動(dòng)轉(zhuǎn)向”模塊，讓機(jī)器狗活動(dòng)起來

史納菲要開始工作了

前一堂課機(jī)器狗的造型，完成指定任務(wù)，熟練使用“移動(dòng)轉(zhuǎn)向”模塊到達(dá)目的地。

幫忙穿越火車軌道

路閘，或是小區(qū)柵欄門，如圖

利用“等待”模塊，編寫觸碰按鈕后，開門及關(guān)門的程序

請(qǐng)買票

利用顏色傳感器搭建檢票閘機(jī)

作品用電機(jī)帶動(dòng)十字轉(zhuǎn)門即可。

等待顏色傳感器識(shí)別到正確的顏色，電機(jī)才旋轉(zhuǎn)開門，可加入聲音模塊，程序塊狀態(tài)燈等模塊豐富。

到樓上去

作品為無障礙升降梯，軌道完成難度較大，故利用平行四邊形實(shí)現(xiàn)

作品可加入渦輪箱自鎖

通過端口查看，觀察電梯到達(dá)指定位置電機(jī)旋轉(zhuǎn)了多少角度。注意角度正負(fù)號(hào)，代表電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向。測試前注意找到初始位置電機(jī)相應(yīng)字母重置電機(jī)角度為0。

兩個(gè)觸動(dòng)傳感器，按1號(hào)上樓，2號(hào)下樓。并使用多任務(wù)的模式

跟蹤警犬

利用超聲波傳感器作為狗頭，測量前方距離，學(xué)習(xí)切換模塊。

此作品需要急剎車，可制作趴著的機(jī)器狗，達(dá)到降低重心，提高穩(wěn)定性的目的。制作一輛小車也可以，安裝好超聲波傳感器即可。

切換模塊為可視為一個(gè)條件判斷，分成兩種情況，滿足條件與不滿足條件。

如圖：超聲波傳感器測量距離＜50cm 為設(shè)定的條件，滿足條件代表車輛距離目標(biāo)＜50cm，過于接近，所以后退，反之前進(jìn)，加入循環(huán)不斷判斷與目標(biāo)之間距離和50cm之間的關(guān)系。

跟蹤機(jī)器狗

利用顏色傳感器的測量反射光線強(qiáng)度的功能來區(qū)分兩色，實(shí)現(xiàn)沿線（兩色交界線）走。作品為趴著的機(jī)器狗或者小車皆可。要求前方有一顏色傳感器，探頭對(duì)這地面，距離1cm左右，以內(nèi)為佳。

端口查看測試兩種顏色光線強(qiáng)度數(shù)據(jù)并記錄，取平均值，例如：

黑

白

平均值 14

即測得強(qiáng)度大于50為白色，反之為黑色。

超級(jí)警犬

攜帶武器的機(jī)器狗或小車，武器可利用復(fù)合杠桿完成。用一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)活動(dòng)即可

程序?yàn)橐恢毕蚯白哐策墸l(fā)現(xiàn)距離比較接近的目標(biāo)停下，發(fā)起攻擊，轉(zhuǎn)向離開繼續(xù)巡邏。

醫(yī)生

將EV3直立，以顯示屏為機(jī)器人臉部，搭建一個(gè)機(jī)器人，有一處平臺(tái)，用途為放置卡片，并使其能被顏色傳感器探測到（距離1cm）。最好加裝一個(gè)觸動(dòng)傳感器，卡片放穩(wěn)后，觸碰觸動(dòng)傳感器再識(shí)別顏色，較為準(zhǔn)確。

利用顏色傳感器測量不同顏色，發(fā)出不同聲音。

可以使用聲音編輯器自己錄制聲音。

微型手術(shù)機(jī)器人

制作為小車狀即可，前方有超聲波傳感器探測前方障礙，有一個(gè)單獨(dú)的電機(jī)帶動(dòng)手術(shù)刀（一根軸，連桿皆可）。

程序類似超級(jí)警犬，但讓孩子獨(dú)立分析完成為最佳。

清潔病房

作品為清潔機(jī)器人，原型為市面售賣的掃地機(jī)器人。

搭建一輛小車，前方安裝超聲波傳感器探測距離（防止撞墻），可豎直向下安裝一個(gè)中型電機(jī)，帶動(dòng)掃把旋轉(zhuǎn)。

程序上做到前方距離較近轉(zhuǎn)彎即可，但要加入中型電機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)。（為使轉(zhuǎn)彎順暢，可接近后先倒退一步再轉(zhuǎn)彎）

智能導(dǎo)盲拐杖

一根帶有傳感器的導(dǎo)盲拐杖，可用超聲波傳感器，測量前方是否有障礙，需分析傳感器的位置，衛(wèi)生么在輪子上面接近輪子的地方，以及為什么拐杖會(huì)有輪子。（傳感器低，保證臺(tái)階、石頭可以被發(fā)現(xiàn)，輪子可以保證傳感器相對(duì)平穩(wěn)，提高探測準(zhǔn)確性）

除了聲音提醒外，可加入觸覺提示，例如震動(dòng)。震動(dòng)是由震動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的，震動(dòng)馬達(dá)即為普通馬達(dá)帶動(dòng)較重的偏心圓，使離心力不平衡。例如波輪式洗衣機(jī)，脫水時(shí)，衣物分布不均勻?qū)е聺L筒劇烈晃動(dòng)。

也可加大難度，在不同距離范圍內(nèi)發(fā)出不同的聲音以及產(chǎn)生不同的震動(dòng)強(qiáng)度，體現(xiàn)事件緊急性。

在第一次切換模塊判斷的結(jié)果范圍內(nèi)再進(jìn)行判斷，如圖＜100cm的情況下再判斷是否＜50cm，小于范圍為50以內(nèi)，不小于范圍為50至100之間。

第三篇：計(jì)算機(jī)編程自薦書

尊敬的領(lǐng)導(dǎo)：

您好！

首先感謝您在百忙之中能抽出時(shí)間來閱讀我的自薦書！為一位滿腔熱情的中職生開啟一扇希望之門。

我的性格活潑開朗，是個(gè)不服輸?shù)娜?。兩年前，我?guī)е篮玫你裤阶哌M(jìn)了中專的校園，我刻苦學(xué)習(xí)，力求向上，一直憑著“沒有最好，只有更好”的準(zhǔn)則為之奮斗，掌握了有關(guān)電子技術(shù)、pLC編程，計(jì)算機(jī)應(yīng)用等相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，能熟練操作計(jì)算機(jī)辦公軟件，并考取了“全國計(jì)算機(jī)信息高新技術(shù)”資格證書，我還利用課余時(shí)間廣泛涉獵了大量書籍，不斷地充實(shí)自己。養(yǎng)成了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和端正的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)了樸實(shí)、穩(wěn)重的性格特點(diǎn)。

現(xiàn)在，我以滿腔的熱情準(zhǔn)備投身社會(huì)這個(gè)大熔爐中，我知道存在有很多艱難困苦，但我相信通過中專學(xué)習(xí)所掌握和獲取的知識(shí)和技能以及我對(duì)生活的熱愛能使我戰(zhàn)勝它們！我要在新的起點(diǎn)、新的層次上、以新的姿態(tài)展現(xiàn)新的風(fēng)貌和熱情。面對(duì)當(dāng)今激烈的社會(huì)競爭，我自知理論知識(shí)有限，但我相信我有著不甘落后和不斷學(xué)習(xí)的毅力，有對(duì)事業(yè)的熱情與執(zhí)著，更有一顆真摯的心和拼搏進(jìn)取的決定，這些這些會(huì)讓我不斷進(jìn)步和取得成功。

希望貴企業(yè)能給我一個(gè)發(fā)展的平臺(tái)，我會(huì)好好珍惜并全力以赴，為實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值而奮斗，為貴企業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量?！俺缘每嘀锌啵綖槿松先恕?，我相信我一定會(huì)是盡責(zé)的員工。

最后，再次感謝您閱讀我的自薦信。祝貴企業(yè)事業(yè)欣欣向榮，業(yè)績蒸蒸日上！也祝您身體健康，萬事如意！

此致

敬禮

第四篇：計(jì)算機(jī)編程自薦信

尊敬的領(lǐng)導(dǎo)：

您好!

我是一名即將于XXXX年畢業(yè)的XX大學(xué)XX學(xué)院學(xué)生，所學(xué)專業(yè)是計(jì)算機(jī)編程。

大學(xué)四年來，我學(xué)習(xí)刻苦，成績優(yōu)異，曾多次獲得獎(jiǎng)學(xué)金。在師友的嚴(yán)格教益和個(gè)人努力下，我具備了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。在軟件方面，系統(tǒng)掌握了C語言，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，power Builder，數(shù)據(jù)庫原理，匯編語言，軟件工程等，并對(duì)面向?qū)ο蟮腄ELpHI和VC 等Windows編程有一定了解。課外我還自學(xué)了VB,VF編程，ASp動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁及SQL Server等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫編程語言?，F(xiàn)已能獨(dú)立編寫專業(yè)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。在硬件方面，通過參與單片機(jī)設(shè)計(jì)，組裝收音機(jī)，網(wǎng)絡(luò)工程的規(guī)劃與管理及組建等實(shí)踐活動(dòng)，我掌握了計(jì)算機(jī)的工作原理及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理技術(shù)。

自入校以來，我充分利用業(yè)余時(shí)間廣泛的參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。在我校信息學(xué)院計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室工作的兩年里，不但使我的專業(yè)技能得到了升華，也使我的管理和組織才能得以發(fā)揮和進(jìn)一步的鍛煉，得到了領(lǐng)導(dǎo)和老師的肯定和表揚(yáng)。而且，曾經(jīng)在歐亞科技等一些公司的打工經(jīng)歷使我具有一定的營銷經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)經(jīng)歷，且業(yè)績斐然。除此之外，在校期間，我還做過家教、社會(huì)調(diào)查等社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

若有幸加盟，我可以致力于貴公司的軟件開發(fā)或根據(jù)公司的需要隨時(shí)致力于某方面的工作和學(xué)習(xí)。

“順兮，逆兮，無阻我飛揚(yáng)”是我的座右銘;“如臨深淵，如履薄冰”是我的工作態(tài)度;“真誠，守信”是我的最大特點(diǎn);開闊的胸襟使我獲得許多朋友。聰明的頭腦，創(chuàng)造的思維，開拓進(jìn)取的堅(jiān)韌，加上純熟的專業(yè)技能，相信我是您的最佳選擇。

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XXXX年XX月XX日

第五篇：文獻(xiàn)綜述-機(jī)器人通信

文獻(xiàn)綜述

題 目 未知環(huán)境中多機(jī)器人通信技術(shù)研究 姓 名 杜帥鋒 專 業(yè) 通信工程 學(xué) 號(hào) 201251004 指導(dǎo)教師 邵杰

鄭州科技學(xué)院信息工程學(xué)院

二〇一六年三月

目錄

1前言.............................................................................................................................1

1.1概述..................................................................................................................1 1.2 設(shè)計(jì)研究的背景意義.....................................................................................1 2多機(jī)器人通信方式.....................................................................................................2

2.1多機(jī)器人通信方式介紹..................................................................................2 2.2基于多機(jī)器人通信模型研究.........................................................................2

2.2.1機(jī)器人通信訪問協(xié)議.........................................................................3 2.2.2智能體通信方式.................................................................................3

3基本通信模式.............................................................................................................4

3.1C/S模型...........................................................................................................4 3.2基于Zigbee通信...........................................................................................4 3.3云計(jì)算多機(jī)器人.............................................................................................5 4國內(nèi)外研究狀態(tài)與水平.............................................................................................5 5 多機(jī)器人通信系統(tǒng)研究展望....................................................................................6 致謝................................................................................................................................7 參考文獻(xiàn)........................................................................................................................7

1前言

目前，機(jī)器人技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一門綜合學(xué)科，集中了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多學(xué)科最新研究成果，代表了機(jī)電一體化的最高成就。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的能力不斷提高,機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域也不斷開拓,尤其是一些危險(xiǎn)的、特殊的領(lǐng)域人們對(duì)其“智能”的要求也日益提高，由于單機(jī)器人的局限性,一些復(fù)雜任務(wù)需要通過多機(jī)器人協(xié)調(diào)來完成，要求多機(jī)器人之間具有協(xié)作能力。主要通過書籍和網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)了解國內(nèi)外群體機(jī)器人協(xié)調(diào)工作中通信技術(shù)研究歷史和現(xiàn)狀。

1.1概述

本文的主要研究內(nèi)容如下：主要介紹了多機(jī)器人通信研究發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀，指出了論文的課題背景。介紹了國內(nèi)外多機(jī)器人通信的各種通信方式，并重點(diǎn)介紹了三種主流的群體機(jī)器人通信方式，并以此引出兩種實(shí)驗(yàn)與仿真。對(duì)全文內(nèi)容的總結(jié)說明，并指出了新的研究方向和仍然需要進(jìn)一步解決的問題。

1.2 設(shè)計(jì)研究的背景意義

目前人們對(duì)多機(jī)器人的研究主要集中在運(yùn)動(dòng)控制層,即研究多機(jī)器人忽略了多機(jī)器人協(xié)調(diào)最基本的問題,即多機(jī)器人之間信息的傳遞;多機(jī)器人之間通過必要的信息交流,從多機(jī)器人的同步或協(xié)調(diào),如坐標(biāo)確定、路徑規(guī)劃、防止死鎖、避免碰撞等,這雖然是很有必要的,但忽略了多機(jī)器人系統(tǒng)的角度實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中單個(gè)機(jī)器人的控制。

多機(jī)器人協(xié)作和控制研究的基本思想就是將多機(jī)器人之間的協(xié)作看作一個(gè)群體，研究其協(xié)作機(jī)制，從而充分發(fā)揮多機(jī)器人系統(tǒng)各種內(nèi)在的優(yōu)勢。為了有效地交流和協(xié)商，必須解決機(jī)器人之間信息處理與傳輸問題，即多機(jī)器人通信問題。

多機(jī)器人技術(shù)是機(jī)器人學(xué)發(fā)展的一個(gè)新方向.一方面,由于某些任務(wù)的復(fù)雜性,單個(gè)機(jī)器人難以完成時(shí),常通過多機(jī)器人之間的合作來完成;另一方面,通過多機(jī)器人間的合作,可提高機(jī)器人系統(tǒng)在作業(yè)過程中的效率,進(jìn)而當(dāng)工作環(huán)境發(fā)生變化或機(jī)器人系統(tǒng)局部發(fā)生故障時(shí),多機(jī)器人系統(tǒng)仍可通過本身具有的合作關(guān)

系完成預(yù)定的任務(wù).2多機(jī)器人通信方式 2.1多機(jī)器人通信方式介紹

在多機(jī)器人系統(tǒng)中，通過通信多機(jī)器人系統(tǒng)中各機(jī)器人了解其它機(jī)器人的意圖、目標(biāo)和動(dòng)作以及當(dāng)前環(huán)境狀態(tài)等信息，進(jìn)而進(jìn)行有效的磋商，協(xié)作完成任務(wù)。機(jī)器人之間的通信一般分為隱式通信和顯式通信兩類隱式通信系統(tǒng)通過外界環(huán)境和自身傳感器來獲取所需的信息并實(shí)現(xiàn)相互之間的協(xié)作，機(jī)器人之間沒有直接進(jìn)行信息交換。在隱式通信中機(jī)器人在環(huán)境中留下某些特定信息，其通過傳感器獲取外界環(huán)境信息的同時(shí)，也可能獲取到其它的機(jī)器人遺留下的信息。此多機(jī)器人系統(tǒng)中，各機(jī)器人之間不存在數(shù)據(jù)的顯式交換，所以無法使用一些高級(jí)的協(xié)調(diào)協(xié)作策略，降低了完成復(fù)雜任務(wù)的能力。使用顯式通信的多機(jī)器人系統(tǒng)利用特定的通信介質(zhì)，快速有效地完成各機(jī)器人間信息的交互，實(shí)現(xiàn)許多在隱式通信下無法完成的高級(jí)協(xié)調(diào)協(xié)作策略。但由于多機(jī)器人系統(tǒng)在通信的實(shí)時(shí)性、可靠性等方面有特殊要求，所以針對(duì)適用于多機(jī)器人系統(tǒng)分布式控制結(jié)構(gòu)的特定環(huán)境的通信機(jī)制的研究具有重要的意義。隱式通信與顯式通信是多機(jī)器人系統(tǒng)各具特色的兩種通信模式，如果將兩者各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，則多機(jī)器人系統(tǒng)就可以靈活地應(yīng)對(duì)各種動(dòng)態(tài)未知環(huán)境，完成許多復(fù)雜任務(wù)。

多機(jī)器人通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大致分為：星形、環(huán)形、總線、網(wǎng)狀等。

在各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在多機(jī)器人通信中應(yīng)用得較多?？偩€拓?fù)涞闹匾卣魇强刹捎枚嘀吩L問和廣播介質(zhì)，易于組成分布式系統(tǒng)。總線拓?fù)涞牡湫痛硎侵囊蕴W(wǎng)。總線結(jié)構(gòu)是目前多機(jī)器人通信系統(tǒng)中采用最多的一種拓?fù)湫问?，其?yōu)點(diǎn)是具有較好的堅(jiān)固性。

2.2基于多機(jī)器人通信模型研究

協(xié)作是多機(jī)器人系統(tǒng)的重要特征，協(xié)作的實(shí)現(xiàn)離不開通信。在多智能體機(jī)器

人環(huán)境中，通信系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)，要為多機(jī)器人系統(tǒng)提供良好的通信平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)總體控制功能。

2.2.1機(jī)器人通信訪問協(xié)議

針對(duì)保證實(shí)時(shí)通信的研究工作有很多，如令牌總線、令牌環(huán)、分布式隊(duì)列雙總線、光纖分布數(shù)據(jù)接口等。這些解決方法都需要維持一個(gè)物理或邏輯環(huán)，增加的硬件設(shè)備導(dǎo)致費(fèi)用較高，管理和分發(fā)很復(fù)雜，帶來的系統(tǒng)負(fù)擔(dān)將較大。在總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)里總線式 CSMA/CA得到廣泛應(yīng)用。CSMA/CA 的目的是避免沖突，而不是檢測沖突是否存在。CSMA/CA 存取方式存在的一個(gè)問題是報(bào) 分組沖突后，仍然繼續(xù)發(fā)送直至全部結(jié)束，如果沖突各方檢測到?jīng)_突后能及時(shí)停止發(fā)送，則可使信道有效利用率得到提高。而 CSMA/CD 協(xié)議的存取方式是根據(jù)上述要求改進(jìn)而來的。采用C S M A / C D 控制方式時(shí)，不足的一面是，當(dāng)各機(jī)器人發(fā)送請(qǐng)求的頻率越高信號(hào)沖突的可能性就越大，從而造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)處理量下降。

層協(xié)議的研究，目前基于多智能體的實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)中，多采用T C P 協(xié)議，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，基本不發(fā)生丟包的現(xiàn)象。但是，這是以犧牲系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性為代價(jià)的，往往達(dá)不到預(yù)期的效果。相反，無連接的、不可靠的、盡最大努力投遞報(bào)文的 U D P協(xié)議雖然沒有差錯(cuò)控制、超時(shí)重發(fā)、擁塞控制等可靠性保證策略，但這也正是U D P 的特點(diǎn)所在。在基于 U D P 的通信中，沒有發(fā)送之前建立連接的過程，也沒有發(fā)送方等待確認(rèn)包的“握手”過程，但保證了 U D P 的“輕量”、快速的特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量較好的情況下仍然是首要選擇。因此可考慮使用 TCP 協(xié)議和 U D P 協(xié)議結(jié)合的通信協(xié)議。

2.2.2智能體通信方式

在多智能體機(jī)器人系統(tǒng)中，常用通信方式有：黑板模式、聯(lián)邦方式、廣播方式、點(diǎn)到點(diǎn)方式。如下表。

3基本通信模式 3.1C/S模型

此模型適用于需要集中控制的應(yīng)用，中心服務(wù)器利用其特殊地位了解各客戶機(jī)的需求，這有利于對(duì)客戶進(jìn)程的管理以及實(shí)現(xiàn)通信資源的合理分配與調(diào)度；另外，C / S 模型結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，便于錯(cuò)誤診斷及系統(tǒng)維護(hù)。其缺點(diǎn)也很明顯：客戶進(jìn)程間通信效率低，服務(wù)器工作負(fù)荷大，服務(wù)器性能及網(wǎng)絡(luò)帶寬是影統(tǒng)性能的瓶頸；中心服務(wù)器的錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。

3.2基于Zigbee通信

P2P 通信模型由中心結(jié)構(gòu)改變?yōu)榉植际浇Y(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)間通信不經(jīng)過中心服的轉(zhuǎn)發(fā)，而是直接進(jìn)行通信，提高了通信效率；系統(tǒng)運(yùn)行不依賴于模型中某個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此系統(tǒng)負(fù)載較為均衡、可靠性高。然而，P 2 P 模型并不適用于包含控制、調(diào)度、管理等任務(wù)的應(yīng)用。我們希望有一種機(jī)制能對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行統(tǒng)一、可預(yù)計(jì)分配。如果采用 P2P 模型來實(shí)現(xiàn)，由于智能體的對(duì)等特性，那么每個(gè)智能體都要保存所有智能體的狀態(tài)信息，增加了本地存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)；智能體內(nèi)部狀態(tài)的任何變化

都必須及時(shí)通知其它智能體，增加了網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)擔(dān)；每個(gè)智能體都必須處理控制或調(diào)度相關(guān)的計(jì)算，增加了系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。

綜合比較 C /S 和 P2P 模型，可考慮建立能支持系統(tǒng)復(fù)雜通信行為的基于 C/S 和 P2P 模型混合的模型結(jié)構(gòu)。

3.3云計(jì)算多機(jī)器人

云計(jì)算或者我們聽起來很陌生，但是這是近幾年來國家大力推廣的一項(xiàng)業(yè)務(wù)，或許現(xiàn)階段人們還對(duì)云計(jì)算還沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義，也就是一個(gè)國際上承認(rèn)的稱呼，但是目前來說基本上都會(huì)認(rèn)為云計(jì)算是相比傳統(tǒng)，是一種大規(guī)模的分布式計(jì)算模式。云計(jì)算需要通過互聯(lián)網(wǎng)的人都可以請(qǐng)求資源池，云計(jì)算使人們可以分享更多的資源和資源更新速度，當(dāng)系統(tǒng)不受影響時(shí)。用戶只需要有一個(gè)能夠連接硬件終端的網(wǎng)絡(luò)能夠利用云計(jì)算資源，云計(jì)算在近幾年已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)云、云安全、云存儲(chǔ)、私有云、云游戲、云教育、云會(huì)議、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和云。中國，云計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)正在建設(shè)，在政府、商界和科研人員共同的關(guān)切，云計(jì)算將會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用，在衛(wèi)生領(lǐng)域的關(guān)心，包括電信、電子商務(wù)。電子設(shè)計(jì)機(jī)器人擬人內(nèi)幕信息從外面快速反應(yīng)有很多的運(yùn)算處理，機(jī)器人可以大量的算法處理在，“云”極大地簡化了結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)計(jì)，但也可以提高處理速度的反應(yīng)，是可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的最終控制遠(yuǎn)端的機(jī)器人也使更多的機(jī)器人“集群效應(yīng)”，以執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)。

4國內(nèi)外研究狀態(tài)與水平

目前，多機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。美、歐、日等國家從 20 世紀(jì) 80 年代中期就開始對(duì)多機(jī)器人系統(tǒng)做了大量研究，協(xié)作機(jī)器人學(xué)得到了較好的發(fā)展。日本對(duì)群體機(jī)器人系統(tǒng)的研究開展得比較早，著名的研究有 A C T R E S S系統(tǒng)和 C E B O T 系統(tǒng)。A C T E R E S S系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)底層的通信結(jié)構(gòu)而把機(jī)器人、周圍設(shè)備和計(jì)算機(jī)等連接起來的自治多機(jī)器人智能系統(tǒng)。C E B O T 系統(tǒng)中，每個(gè)

機(jī)器人可以自主地運(yùn)動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)沒有集中控制，可以根據(jù)任務(wù)和環(huán)境動(dòng)態(tài)重構(gòu)、可以具有學(xué)習(xí)和適應(yīng)的群體智能。我國群體機(jī)器人的研究起步較晚，上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所、東北大學(xué)等已先后開發(fā)出各種形式的群體機(jī)器人系統(tǒng)。中科院沈陽自動(dòng)化研究所以制造環(huán)境應(yīng)用多機(jī)器人裝配為背景，建立了一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作裝配系統(tǒng)。國內(nèi)外對(duì)群體機(jī)器人通信的研究已取得了令人矚目的進(jìn)展，但與工業(yè)機(jī)器人相比，實(shí)用性尚有很大的差距，仍需要在通信協(xié)作，系統(tǒng)可靠性，任務(wù)分解與分配等方面繼續(xù)研究，不斷深入。多機(jī)器人通信系統(tǒng)研究展望

有限的通信范圍影響了多機(jī)器人系統(tǒng)完成任務(wù)的效率.目前的多機(jī)器人系統(tǒng)研究中，并沒有考慮機(jī)器人通信范圍的受限性，機(jī)器人往往不受任何通信范圍的約束而進(jìn)行工作.深入討論了通信受限情況下的機(jī)器人探索策略，均提出了用/ 包機(jī)器人0來擴(kuò)展機(jī)器人活動(dòng)范圍的策略，類似的策略還有轉(zhuǎn)播節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)器 Puck具有通信受限約束的機(jī)器探測環(huán)境時(shí)，比不含有此限制的情況困難得多，因此通信受限題是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

通信質(zhì)量問題機(jī)器人在移動(dòng)過程中脫離了通信網(wǎng)絡(luò)，或者遇到通信故障時(shí)，沒有任何信息交流，可能去探測已探測過的區(qū)域，從而造成資源浪費(fèi)若 1 個(gè)機(jī)器人與其他機(jī)器人脫離了聯(lián)系。第 2 個(gè)機(jī)器人可以自主地創(chuàng)建一個(gè)新的通信網(wǎng)絡(luò),將丟失的機(jī)器人與團(tuán)隊(duì)重新連接，則可以避免這種浪費(fèi)。文獻(xiàn)進(jìn)行了恢復(fù)通信和保證通信質(zhì)量的研究.文獻(xiàn)提出了一個(gè)基于行為的導(dǎo)航方法，用于在機(jī)器人團(tuán)隊(duì)間保持直線通信.利用其他機(jī)器人的信息，對(duì)通信質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并結(jié)合環(huán)境的先驗(yàn)地圖近似計(jì)算出一個(gè)最佳的移動(dòng)方向.實(shí)驗(yàn)表明，該方法在機(jī)器人數(shù)增加時(shí)，可以提高機(jī)器人間的通信質(zhì)量目前多機(jī)器人通信技術(shù)遠(yuǎn)未成熟，還需要進(jìn)行廣泛的研究，以實(shí)現(xiàn)在不可靠環(huán)境中機(jī)器人的可靠通信。因此，提高多機(jī)器人通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量是一個(gè)值得研究的方向。

通信復(fù)雜度和切換不適應(yīng)性多機(jī)器人系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)研究的主要挑戰(zhàn)在于機(jī)器人系統(tǒng)是將控制、通信和計(jì)算三者相結(jié)合的復(fù)雜智能體系統(tǒng).結(jié)合通信問題，提出了一種多機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制算法,并提出了時(shí)間可計(jì)算理論和基于通信復(fù)雜度的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)算法。當(dāng)多機(jī)器人需要適應(yīng)其他特定的任務(wù)或環(huán)境時(shí)，這種變化會(huì)給整個(gè)團(tuán)隊(duì)帶來混亂，即環(huán)境切換感知能力不足，針對(duì)如何達(dá)到無縫的環(huán)境切換感知能力,提出了一種規(guī)一化熵索引模型.該模型通過計(jì)算每個(gè)機(jī)器人對(duì)團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)來估計(jì)系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)而做出相應(yīng)的調(diào)整，以克服這種環(huán)境切換不適應(yīng)性問題.智能體子系統(tǒng)間的相互通信具有較大的復(fù)雜性，目前對(duì)于多機(jī)器人系統(tǒng)中通信復(fù)雜度的研究已引起了研究人員的重視。

致謝

首先，真誠的感謝我的指導(dǎo)老師邵杰老師，自從選擇畢業(yè)論文課題以后，邵老師就一直很關(guān)心我們的畢業(yè)論文，給我進(jìn)行論文課題的分析和講解，并幫助我分析了未知環(huán)境中多機(jī)器人通信技術(shù)研究發(fā)展歷史和國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，而且?guī)椭曳治鲱A(yù)測了論文撰寫過程中可能會(huì)出現(xiàn)的各種各樣的問題，提出了一些針對(duì)性的建議，使我少走了很多彎路。邵杰老師為人謙虛寬容，和藹可親，學(xué)識(shí)淵博，老師嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。邵杰老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向邵杰老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。

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