21、废墟搜索救援机器人控制系统与控制站系统解析

废墟搜索救援机器人控制系统与控制站系统解析

1. 废墟搜索救援机器人控制系统

1.1 分层分布式模块化控制系统结构设计

为满足相关需求，设计了基于分层系统和分步控制的模块化控制系统结构。该控制系统分为三层：
- 监控层 ：实现人机交互，具备友好界面，让操作员操作机器人并反馈其状态。由监控平台和无线通信模块组成，监控平台可发送操作命令、显示和存储机器人状态信息；无线通信模块实现与规划层的通信。
- 规划层 ：进行控制策略规划，连接监控层和执行层，处于整个控制系统的中心，像调度中心一样发挥作用。基于操作员命令、机器人状态信息、环境信息和特定任务，对机器人的运动进行全局规划，由规划模块和无线通信模块构成。
- 执行层 ：实现运动控制以及传感器信号的采集和预处理。包含多个执行模块和多个传感模块，功能模块数量最多。执行模块用于控制单个关节电机的运动，将控制周期缩短至 100 毫秒以内；传感模块用于收集传感器信息，并进行软件滤波和识别等预处理。

各层由一个或多个带有独立控制器的功能模块组成，通过多主总线通信连接形成分布式控制系统。

1.2 控制系统结构示意图

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