基于视觉的网络远程控制系统

第1章 概述

1.1 机器人控制发展简史

1.2 网络控制系统的发展历程

1.3 网络化控制系统

1.4 远程控制系统中的图像处理与目标跟踪技术

1.5 基于Internet的远程控制系统

1.6 网络控制系统存在的问题及研究现状

1.6.1 监督控制

1.6.2 直接控制

1.7 本书内容安排

第2章 二自由度机械臂自动绘图系统

2.1 机械臂本体及其控制系统

2.1.1 二自由度串联机械臂系统

2.1.2 伺服控制器

2.1.3 机械臂系统的运动模式

2.1.4 机械臂控制系统

2.2 二自由度机械臂控制系统的工作原理

2.2.1 机械臂工作空间分析

2.2.2 机械臂运动学解

2.3 机械臂控制系统的软件结构

2.4 机械臂控制系统图形示教系统

2.5 提高实际绘图精度与速度的研究

2.5.1 提高机械臂绘图精度

2.5.2 提高机械臂绘图速度

2.6 自由曲线绘制的设计与实现

2.6.1 自由曲线绘制操作面板

2.6.2 精确数学曲线绘制操作面板

2.6.3 参数设置面板

2.6.4 操作面板的整合

2.6.5 操作面板与原控制程序的连接

2.6.6 绘制规则曲线的方法

2.6.7 绘制精确数学曲线

2.6.8 绘制自由曲线的方法

2.6.9 系统自由曲线绘制的演示实例

2.7 基于灰度图像的边缘提取设计与再现

2.7.1 灰度图像的二值化算法

2.7.2 边缘检测算法

2.7.3 图像各条边缘的提取

2.7.4 边缘数据的筛选与存储

2.7.5 程序设计与实现

2.7.6 实际应用结果

2.8 本章小结

第3章 基于视觉的机械臂闭环控制系统

3.1 图像测量原理

3.2 控制系统的软硬件总体结构

3.2.1 软件总体结构

3.2.2 视觉模块的操作面板及其图像处理系统的设计与实现

3.2.3 视觉模块与原控制程序的连接

3.3 基于视觉的机械臂末端执行器坐标获取

3.3.1 Harris算法

3.3.2 SUSAN算法

3.3.3 SV算法

3.3.4 模板匹配算法

3.3.5 末端执行器位置检测

3.3.6 实际实验与结果分析

3.3.7 小结

3.4 视觉定位系统的设计与实现

3.4.1 基于视觉定位的控制系统

3.4.2 基于视觉反馈坐标的控制器设计

3.5 系统使用方法

3.5.1 视觉模块初始化的方法

3.5.2 利用视觉反馈绘制规则曲线的方法

3.5.3 基于视觉补偿系统的演示实例

3.6 本章小结

第4章 机械臂网络远程控制平台软件的设计与实现

4.1 网络远程机器人控制系统构成

4.2 远程网络机器人系统的驱动及控制方式

4.2.1 直接控制

4.2.2 监督控制

……

第5章 机械臂远程控制系统的性能分析

第6章 网络远程控制系统的控制

第7章 基于视觉的远程机械臂控制系统

第8章 远程视觉控制系统中的视频传输与目标定位

第9章 基于隐马尔可夫模型的网络时延建模与预测

第10章 基于隐马尔可夫模型的NCS的控制

第11章 基于TrueTime的NCS仿真平台设计

参考文献

本书在二自由度串联机械臂为被控对象的开环控制系统的基础上，通过Internet网络开发出远程控制系统； 同时增加摄像头来获取末端执行器图像，将其通过图像传输和图像处理，在远程的客户端获取末端执行器的位置信号，对机械臂实现基于视觉的远程闭环位置的高精度控制。本书分别详细介绍了所开发实现的控制系统，包括系统结构，实现的网络模块，图像测量与获取，在本地服务器端进行摄像机标定、图像获取、视觉反馈及图像压缩传输、末端执行器的目标识别定位、网络控制系统软件结构、工作现场的图像监视和末端执行位置的误差补偿等基于视觉的远程网络机械臂闭环控制系统的实现中的关键技术。本书包含多方面的近年来有关基于视觉的网络运动控制系统中的重要的实用理论与技术： 基于Internet网络的控制系统的软件实现，基于图像的位置反馈的关键算法与技术，多自由度机械臂的控制系统的理论与实现中关键问题的解决方案，以及上述三者的相互结合。本书内容具体翔实，对每一项具体开发实现的任务中的关键技术和问题有重点地进行分析和讨论，分别给出具体的解决方案，并给出对比的实验结果来分析不同方法的效果。本书可以作为自动控制、计算机科学、精密机械、电机电子、图像信息处理等专业研究生及高年级本科生的机器人技术等课程教材，或所涉及实验的指导书，也可作为相关研究的参考书籍。

丛爽编著的《基于视觉的网络远程控制系统》有1/3内容是与“网络控制系统”相似的，但本书阐述得更加具体，并且在给出具体的解决方案的情况下，还有具体的实验及其结果分析。本书另外2/3的内容是分别基于Internet网络远程控制系统的软件实现、基于图像的位置反馈的关键算法与技术、多自由度机械臂的控制系统的理论与实现中关键问题的解决方案，以及上述三者的相互结合。本书内容具体翔实，对每一项具体开发实现的任务中的关键技术和问题有重点地进行分析和讨论，分别给出具体的解决方案，并给出对比的实验结果来分析不同方法的效果。本书的这些优势是目前国内同类书籍所不具备的。所以，严格意义上说，本书是国内**本将图像和网络远程控制同时引入机器人控制系统并实现的书籍。