计算机专业研究生论文开题报告范文
计算机专业开题报告范文

计算机专业开题报告范文一、引言计算机科学与技术是一门涵盖了计算机硬件、软件及应用开发等多个方面的学科。
在当前科技快速发展的时代,计算机专业的研究和应用变得越来越重要。
本开题报告旨在介绍计算机专业的研究背景、问题陈述、研究目标以及研究方法,为后续的研究工作提供一个清晰的框架。
二、问题陈述计算机专业领域中存在着许多问题和挑战。
本研究旨在提出一种解决计算机专业中的问题的方法,并通过实证研究来验证该方法的可行性。
具体问题陈述如下:1.如何提高计算机网络的安全性?2.如何提高计算机软件的性能?3.如何优化计算机系统的资源利用率?三、研究目标本研究的目标是提出一种有效的解决计算机专业问题的方法,并在实际应用中验证其可行性。
具体研究目标如下:1.分析计算机网络安全问题,并设计相应的解决方案;2.分析计算机软件性能问题,并提出相应的优化方法;3.分析计算机系统资源利用率问题,并提出相应的优化策略。
四、研究方法为了实现上述研究目标,本研究将采用以下研究方法:1.文献综述:对相关领域的研究文献进行综述,了解当前问题的研究现状和进展;2.理论分析:对计算机专业中存在的问题进行深入分析,找出问题的根本原因和解决思路;3.模型设计:根据理论分析的结果,设计相应的解决方案或优化方法,并进行建模;4.实证研究:通过实际的实验、测试或仿真等手段,验证所提出的解决方案或优化方法的可行性和有效性;5.结果评估:对实证研究的结果进行评估和分析,得出结论并提出进一步改进的建议。
五、研究计划本研究的计划分为以下几个阶段:1.阶段一:文献综述和理论分析(预计耗时两个月)–对计算机网络安全、软件性能和系统资源利用率等方面的文献进行综述,了解当前研究现状;–分析计算机专业中存在的问题,并找出解决问题的思路和方法。
2.阶段二:模型设计和实证研究(预计耗时三个月)–设计计算机网络安全、软件性能和系统资源利用率等方面的解决方案或优化方法;–进行实验、测试或仿真等手段,验证所提出的解决方案或优化方法的可行性和有效性。
计算机开题报告14篇

计算机开题报告14篇计算机开题报告14篇随着个人的素质不断提高,报告的适用范围越来越广泛,我们在写报告的时候要注意语言要准确、简洁。
你还在对写报告感到一筹莫展吗?下面是小编整理的计算机开题报告,仅供参考,欢迎大家阅读。
计算机开题报告篇1一、本课题的目的和意义在日常办公中,通常会遇到许多常用的数据,比如邮件地址、日程助手、日常记事等,这些数据通常凌乱不堪,在需要时不知道存放在何处,从而影响工作效率。
因此,我们设计了能满足这种需求的系统——中小企业办公自动化管理系统。
通过中小企业办公自动化管理系统对企业日常办公进行管理,满足了企业日常办公管理各方面的需求,实现了企业的员工之间短消息的发送与接收功能,大大的方便了企业内部人员沟通。
网站提供的前后台的公告与公文信息的管理方便员工及时了解公司动态。
其他功能模块的设置使企业的日常管理步入了科学系统管理的轨道上。
二、本课题的主要研究内容(提纲)完成“中小企业办公自动化管理系统”的设计,中小企业办公自动化管理系统是一个适应于中小型企业的能满足日常办公需求管理系统,本系统初步拟定由以下六个模块组成。
(一)个人通讯录该模块用作每一个登录系统的用户来维护自己的通讯录,通讯录中需要保存信息有姓名、性别、手机、E-mail地址、QQ号码、公司、家庭住址、邮编。
通知本模块个人用户可以自由维护个人基本信息以及自由添加联系人信息;可以方便查询联系从,可以修改或删除某一个联系人。
(二)日程安排模块该模块用作当前的登录用户添加、修改、删除和查看自己日程安排列表。
本模块中应该保存的信息有:用户名、年份、月份、日期、安排内容。
(三)工作日志模块该模块用作当前的登录用户添加、修改、删除和查看自己工作日志列表。
本模块中应该保存的信息有:用户名、年份、月份、日期、日志标题、日志内容、记录时间。
(四)短消息管理模块该模块用作当前的登录用户给系统内的其他用户发送短消息,并可以查看其他用户发来的消息。
计算机专业研究生论文开题报告范文

Internet环境下遥操作机器人系统传输时延研究一、选题背景及其意义遥操作就是远距离操作,是在远方人的行为动作远距离作用下,使事物产生运动变化。
遥操作是一种基础技术,应用领域相当广泛,如机器人领域、航空航天领域、基础科学试验、核工程、海底与远洋作业等。
遥操作技术使移动机器人到达艰险的环境,通过机器人完成特定的任务,从而可以使人远离艰险的工作环境。
基于Internet的遥操作机器人是指将机器人与Internet连接,使人们可以在任何地方通过浏览器访问机器人,实现对机器人的远程监视和控制。
它以Internet 为构架,不仅降低了遥操作系统的成本,也使机器人为Internet上越来越多的人们所熟悉和共享。
其中,数据传输是遥操作机器人系统的一个非常重要的组成部分。
从通信领域来说,分为无线和有线数据传输。
随着Internet的出现及广泛应用,通过Internet进行数据传输,实现远距离遥控机器人越来越成为一个重要研究方向。
基于Internet的遥操作机器人系统,一方面得益于网络传输的显著优势,网络资源廉价、普及范围广、所需硬件少;另一方面,Internet上数据流具有多样性,遥操作机器人系统必需的实时性特点所需要的高优先级必然不能达到。
同时,Internet本身固有的特点,由于网络延时和负荷变化所具有的随机性、可变性和不可预测性引起了遥操作控制过程中的随机时延及延迟抖动,遥操作机器人系统的可控性、稳定性及透明度都受到负面影响。
在力觉临场感遥操作系统网络传输中的不确定时延往往导致机器人控制信息反馈回遥操作端有一段时间滞后。
该滞后与网络当时的性能紧密相关,如拥挤程度、途经路径的长短等等。
如果遥操作人员不把网络延时考虑进去,对机器人的当前运动状态无法做出正确的判断,就无法发送正确的遥控命令,控制也将出现偏差,严重的甚至有危险。
因此不确定时延是远程遥控机器人研究的技术难点之一。
具有临场感效果的遥操作机器人系统应用于太空活动和深海探测等距离遥远的地方,但远地从机器人与本地操作者之间长达几秒到几十秒不等的通信时延却成为影响系统正常工作的突出问题。
计算机开题报告15篇

计算机开题报告15篇计算机开题报告1Ⅰ.选题背景和意义在当下的信息时代中,人们对通信的需求和要求都越来越高,这些要求都表达在了线路的建设与维护上。
线路即整个通信信号传递的路线,是保证通信正常进行的基本条件。
我国移动通信运营商将投资的重要部分正是移动通信线路的建设和维护,移动通信线路的建设一般都是围绕掩盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护便利等要素进行。
目前对于线路的检测与故障处理,仍存在以下两个需要改良的问题。
(1)线路故障处理准时率始终停留在一般的“现场看、现场查”的水平,对故障线路的必备相关参数知之甚少,不能做到“先了解、后查修”,造成故障查修时间过长而影响了该线路掩盖区域下的许多用户的感知。
(2)对于线路基础维护工作周期、项目一概而论、不分等级,无差异化、针对性的维护,造成主线路的巡检周期过长、巡检内容过于简洁,为重要线路日后消失告警而影响大批客户埋下了故障隐患。
因此,为了供应更好的用户服务,线路的智能巡检系统应运而生。
同时智能手机的流行,使我们开头将应用联系到智能终端上,以实现便捷移动性。
所谓智能手机(Smartphone),是指“像个人电脑一样,具有的操作系统,可以由用户自行安装软件、嬉戏等第三方服务商供应的程序,通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充,并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称”。
而Google公司开发的Android平台更是为智能手机开启了一片新天地。
现今,Android是世上最为流行的手机平台,他掌控了数百万的手机,平板电脑,和很多其他的设备并且将Google和网页的功能带到了用户手上。
同时,用户可以定制你自己的安卓设备。
窗口工具让你能够直接通过你家的电脑屏幕联系到你最喜爱的应用程序。
用户可以增加或者调整日历,邮箱,提示,使得生活中的重要事情都在掌控之中。
Android拥有全球合作和大规模已安装数据库,创建在在开源的Linux架构上,拥有大于300个硬件软件和载体合作伙伴,使Android快速成为了最快速成长的手机系统。
计算机开题报告范文精选5篇

计算机开题报告范文精选5篇开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。
这是一种新的应用写作文体,这种文字体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要而产生的。
开题报告要怎么写呢?小编精选了一些关于开题报告的优秀范例,一起来看看吧。
计算机开题报告1.课题名称:钢筋混凝土多层、多跨框架软件开发2.项目研究背景:所要编写的结构程序是混凝土的框架结构的设计,建筑指各种房屋及其附属的构筑物。
建筑结构是在建筑中,由若干构件,即组成结构的单元如梁、板、柱等,连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。
编写算例使用建设部ZUI新出台的《混凝土结构设计规范》gb50010-XX,该规范与原混凝土结构设计规范gbj10-89相比,新增内容约占15%,有重大修订的内容约占35%,保持和基本保持原规范内容的部分约占50%,规范全面总结了原规范发布实施以来的实践经验,借鉴了国外先进标准技术。
3. 项目研究意义:建筑中,结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分,它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关,对发展新技术。
新材料,提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。
由于结构计算牵扯的数学公式较多,并且所涉及的规范和标准很零碎。
并且计算量非常之大,近年来,随着经济进一步发展,城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,更加剧了房屋设计的复杂性,许多多高层建筑不断的被建造。
这些建筑无论从时间上还是从劳动量上,都客观的需要计算机程序的辅助设计。
这样,结构软件开发就显得尤为重要。
一栋建筑的结构设计是否合理,主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要机构构造是否合理。
这些问题已经正确解决,结构计算、施工图的绘制、则是另令人辛苦的具体程序设计工作了,因此原来在学校使用的手算方法,将被运用到具体的程序代码中去,精力就不仅集中在怎样利用所学的结构知识来设计出做法,还要想到如何把这些做法用代码来实现,4.文献研究概况在不同类型的结构设计中有些内容是一样的,做框架结构设计时关键是要减少漏项、减少差错,计算机也是如此的。
硕士开题报告 计算机

硕士开题报告计算机计算机在现代社会中扮演着重要的角色,无论是在商业领域、科学研究还是日常生活中,计算机技术都起到了至关重要的作用。
作为一名计算机专业的硕士研究生,我将在这篇文章中介绍我即将开展的研究课题,并对其意义和研究方法进行探讨。
我的研究课题是关于机器学习在图像识别领域的应用。
随着人工智能技术的不断发展,机器学习作为其中的重要分支之一,已经在各个领域展现出了巨大的潜力。
在图像识别领域,机器学习可以帮助计算机自动识别和理解图像中的内容,从而实现自动化的图像处理和分析。
在过去的几年中,机器学习在图像识别领域取得了令人瞩目的成果。
例如,通过使用深度学习算法,计算机可以准确地识别图像中的物体、人脸等。
这些成果不仅在科学研究中有着重要的应用,还在商业领域中得到了广泛应用,例如人脸识别技术在手机解锁、支付等方面的应用。
然而,尽管机器学习在图像识别领域取得了巨大的成功,但仍存在一些挑战和问题。
首先,由于图像具有高维度和复杂性,图像识别任务需要大量的计算资源和时间。
其次,传统的机器学习算法在处理图像识别任务时存在一定的局限性,难以处理复杂的图像内容。
因此,我将在我的研究中探索如何利用深度学习算法来提高图像识别的准确性和效率。
为了达到这个目标,我将采用深度学习中的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)作为主要的研究工具。
CNN是一种专门用于处理图像和视频的神经网络模型,其具有局部感知性和参数共享的特点,可以有效地提取图像中的特征。
通过对大量的图像数据进行训练,CNN可以学习到图像中不同物体的特征表示,从而实现准确的图像识别。
在我的研究中,我将使用公开的图像数据集进行实验,并对比不同的深度学习模型在图像识别任务上的表现。
我将通过调整网络结构、优化算法和增加训练数据等方式来提高图像识别的准确性和效率。
同时,我还将探索如何将图像识别技术应用到实际场景中,例如智能交通系统、医学影像分析等领域。
计算机研究课题开题报告范文

计算机研究课题开题报告范文一、背景介绍计算机科学与技术作为一门现代学科,已经在各个领域取得广泛的应用与推进。
进一步深入研究计算机科学与技术的发展趋势及其应用,对于推动人类社会的进步和发展具有重要意义。
本课题旨在探讨计算机研究领域中的某一具体问题,通过深入研究和实践,提出创新性的解决方案,对该领域做出有益的贡献。
二、研究目标本研究课题的主要目标如下:1. 深入研究计算机科学与技术中的某一特定领域或问题;2. 分析该领域或问题的现状和存在的挑战;3. 提出并实现创新性的解决方案;4. 通过实验和数据分析,验证所提出的解决方案的有效性;5. 对解决方案的优化和改进提出建议,并给出具体实施方案。
三、研究内容和方法1. 研究内容本课题的研究内容主要包括以下几个方面:(1)对计算机研究领域中某一特定问题进行深入分析和研究;(2)提出针对该问题的解决方案,并进行实现和验证;(3)对解决方案进行优化和改进,并给出具体的实施方案。
2. 研究方法在开展该课题的研究过程中,我们将采用以下研究方法:(1)文献资料调研:搜集相关领域的文献资料,了解该问题的研究现状和最新进展,为后续研究打下基础;(2)实验设计与实施:基于问题的特点和需求,设计并实施相关的实验,获取数据并进行分析和验证;(3)模型建立与优化:根据实验数据和结果,建立相应的数学模型,并针对模型参数进行调整和优化;(4)数据分析与结果验证:利用统计学和相关软件对实验数据进行分析,验证所提出解决方案的有效性和可行性;(5)方案总结与改进:结合实验结果和数据分析,总结所提出的解决方案的优点和不足,并提出改进和优化意见。
四、预期成果通过本课题研究,预期可以达到以下几个成果:1. 对计算机研究领域中某一具体问题的深入理解;2. 提出创新性的解决方案,并进行实现和验证;3. 验证所提出解决方案的有效性和可行性;4. 对解决方案进行优化和改进,并给出具体实施方案;5. 撰写开题报告和后续研究报告,形成论文或论文摘要,提交相关学术会议或期刊。
计算机论文开题报告

【导语】开题报告是指开题者对科研课题的⼀种⽂字说明材料。
以下是⽆忧考整理的计算机论⽂开题报告,欢迎阅读!【篇⼀】计算机论⽂开题报告 论⽂题⽬:基于⾃适应阈值的图像增强算法 ⼀、选题背景 图像,指的是客观物体在⼈脑中的⾃然反映,它是信息传递的重要媒介,以纸张,照⽚,计算机屏幕等介质呈现出来。
现实中,⼈类⼤部分的信息都是通过⼈眼观察的⽅式取得。
五种感官⽅式中视觉是主要的获取⽅式。
然⽽,由于光照,噪声,介质形状等多⽅⾯因素的影响,在图像的⽣成和传输过程中,图像会发⽣质量降低的情况,如对⽐度偏低,图像明暗不均,⼏何形变等。
因此,需要进⾏图像处理,以取得符合⼈们应⽤需求的图像。
数字图像处理,指的是以数学运算为⽅式,对图像作出的各种加⼯过程,⽬的是得到对⽤户适⽤的效果⑴。
这些过程包括降噪、配准、增强、压缩等,它们与现实中的⽣产过程是紧密结合的。
数字图像处理,起始于1950年代,⾄1960年代时从计算机学中分离出来,形成独⽴发展的学问。
经过半个多世纪的扩充,现在图像处理的技术基础⼰经很稳固,在许多社会领域⼴泛运⽤。
如⽓象部门通过对遥感图像的处理,得到更加有效的天⽓云图,提⾼了预报的准确性;林业部门通过对航拍图像的分析,评估森林发⽣⽕灾险情的可能性;航天部门需要对飞⾏器传回的图像进⾏处理才能得到更多更清晰的细节;医疗部门的CT诊断技术采⽤图像重建技术,获得⼈体各部位的重建图像,⽽对X射线图像的处理能突出病变区域的显⽰效果,让医⽣得以准确地判断病变区域;在安检领域,对阿尔法射线照射图像的处理,使得包裹内物品的形状和层次更加清晰,利于判断物品类型。
现在,数字图像处理技术和流⾏的技术相结合(如⽣物技术、⼈⼯智能、智能终端等),以后将有更好的发展。
数字图像处理按照⽅式和⽬标的不同⼤致分为以下⼏类:⼀是提⾼图像的视觉效果,如增加对⽐度,⾊彩变换,⼏何变换等,本⽂主要讨论的图像增强就属于这⼀⽅⾯;⼆是获取图像的特征信息,以满⾜匹配的需要,如获取边缘信息,颜⾊特征,纹理特征等;三是图像的压缩编码⽅⾯,这是为了减⼩图像的⼤⼩同时⼀定程度上保证图像质量,使得传送更为容易。
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Internet环境下遥操作机器人系统传输时延研究一、选题背景及其意义遥操作就是远距离操作,是在远方人的行为动作远距离作用下,使事物产生运动变化。
遥操作是一种基础技术,应用领域相当广泛,如机器人领域、航空航天领域、基础科学试验、核工程、海底与远洋作业等。
遥操作技术使移动机器人到达艰险的环境,通过机器人完成特定的任务,从而可以使人远离艰险的工作环境。
基于Internet的遥操作机器人是指将机器人与Internet连接,使人们可以在任何地方通过浏览器访问机器人,实现对机器人的远程监视和控制。
它以Internet 为构架,不仅降低了遥操作系统的成本,也使机器人为Internet上越来越多的人们所熟悉和共享。
其中,数据传输是遥操作机器人系统的一个非常重要的组成部分。
从通信领域来说,分为无线和有线数据传输。
随着Internet的出现及广泛应用,通过Internet进行数据传输,实现远距离遥控机器人越来越成为一个重要研究方向。
基于Internet的遥操作机器人系统,一方面得益于网络传输的显著优势,网络资源廉价、普及范围广、所需硬件少;另一方面,Internet上数据流具有多样性,遥操作机器人系统必需的实时性特点所需要的高优先级必然不能达到。
同时,Internet本身固有的特点,由于网络延时和负荷变化所具有的随机性、可变性和不可预测性引起了遥操作控制过程中的随机时延及延迟抖动,遥操作机器人系统的可控性、稳定性及透明度都受到负面影响。
在力觉临场感遥操作系统网络传输中的不确定时延往往导致机器人控制信息反馈回遥操作端有一段时间滞后。
该滞后与网络当时的性能紧密相关,如拥挤程度、途经路径的长短等等。
如果遥操作人员不把网络延时考虑进去,对机器人的当前运动状态无法做出正确的判断,就无法发送正确的遥控命令,控制也将出现偏差,严重的甚至有危险。
因此不确定时延是远程遥控机器人研究的技术难点之一。
具有临场感效果的遥操作机器人系统应用于太空活动和深海探测等距离遥远的地方,但远地从机器人与本地操作者之间长达几秒到几十秒不等的通信时延却成为影响系统正常工作的突出问题。
这不仅降低了系统的临场感效果,使操作者难以实时地、真实地感知远地环境的情况,而且造成了系统的不稳定,尤其是在从机器人与环境发生力的交互作用过程中。
具体说来,问题的根源主要集中在网络时延和数据可靠性两大问题上。
其中,数据可靠性又与网络时延有着密不可分的关系。
目前,对于遥操作机器人系统网络时延问题应对策略的研究主要集中在控制理论领域,如基于电路网络理论的无源控制法则、基于现代控制理论的控制算法和虚拟现实技术的模型修正法等。
其共同的特点是把网络看作一个不可知(黑盒子)和不可控的对象,在控制领域寻找应对方法,以期消除网络时延对遥操作系统中信息、数据传输带来的负面影响。
但是,科学地讲,网络时延虽然具有相当显著的不确定性,但它是一个可控、可预测的对象。
因而,从网络体系及网络时延本身出发,从遥操作机器人系统与网络的互动需求出发,提出满足遥操作机器人系统需求的时延相关的网络优化和适应性方法,从而与控制领域的研究成果达成互补的效果。
在保证系统稳定性的基础上,尽可能地提高系统透明度,满足期望的操作性,达到系统稳定性与透明度的动态平衡性, 即随着系统状态在稳定性和透明度之间找到一个合理的折中,使得系统在稳定的基础上尽可能提高操作性能。
通过跨学科的努力,从根本上解决Internet环境下网络时延及时延抖动对遥操作机器人系统的影响和限制,缩短遥操作机器人系统理论与实用化的距离,为遥操作机器人技术提供更加广阔的应用空间。
二、国内外研究动态在很长一段时间,关于遥操作机器人系统的网络时延问题集中在控制理论领域,早在60年代Ferrell就指出时间延迟的存在会使远程机器人工作不稳定。
这种不稳定性可以从以下几个角度分析:在古典控制论奈奎斯特稳定性分析中,将复平面上开环频率特性曲线不能包围-1点作为系统稳定的条件,并进一步从工程角度出发,要求一个系统不但要做到稳定,还应该有相当的稳定裕量才可使用。
然而一个系统的参数的不确定性,控制模型的不合理的简化,却会使系统在某些情况下失稳,网络机器人控制中典型的就是延时的不确定性所带来的系统不稳定,所以对网络机器人控制问题的研究往往要考虑系统的稳定性和鲁棒性(Robustness),即“是否稳定”和“稳定裕量”。
从能量角度分析,遥操作系统要想保持稳定,其输入能量必须大于输出能量,而通讯系统的存在会很容易的违反这一要求。
从负反馈角度分析:负反馈是实现控制的基本方法,但负反馈并不能保证系统的稳定性,设计不好的负反馈系统的被控制量也会出现震荡的情况,即不稳定。
一个闭环系统如果其闭环增益大于一,其半个工作周期等于时间延迟值,则系统将处于正反馈而非负反馈,此频率的能量将连续加入系统而导致系统的不稳定。
现阶段,遥操作机器人系统克服时延影响的研究发展策略主要集中在基于电路网络理论的无源控制法、基于现代控制理论的控制算法、基于虚拟现实技术的控制结构和控制算法等几个方面。
1989年,Raju S.首先提出用二端口网络理论分析遥操作系统的方法, 将遥操作系统与电路网络进行类比,并且通过分析指出影响系统不稳定性的原因在于通信时延造成了传输线的有源性,使人们认识到使有通信时延的遥控作业系统稳定是可能的,关键是控制远地和本地之间的通信环节,使其具有无源传输线的性能。
加拿大多伦多大学的Strassberg Y. 和Goldenberg A. A. 等人则利用现代控制理论中的Lyapunov稳定性判据分析临场感系统的稳定性条件。
Lawrence D. A. 针对稳定性和临场感特性在时延下的不协调,提出了“无源距离( passivity distance)”和“透明距离( transparency distance)”的概念,用以指导临场感系统的设计。
Leung G. M. H. 和Francis B. A. 等人利用基于“无源距离”和“透明距离”的综合评价法设计临场感系统的结构, 并利用H∞最优控制理论指导时延下临场感系统中控制器的设计。
1984年,Noyes G. 和Sheridan T. B. 设计了用于遥操作的第一个视觉预测显示系统。
在该系统中用机械手的计算机仿真模型叠加在经时延后反馈的机械手视频图象上,仿真模型和操作者之间是实时交互,用以预测远处环境中机械手的运动。
实验证明,该方法可以极大地提高系统的操作性能。
1986 年,Sheridan T. B. 又构造了实验系统用以验证视频预测显示的有效性。
结果表明,在视频预测显示的帮助下,任务完成时间减少50%。
1992 年,Kototu T.等人基于Bejczy A. K. 在1990 年提出的“幻影机器人”的思想上,给虚拟从手加入了力反馈。
结果表明,增加了力反馈使得控制稳定,而且从手的运动比仅靠图形显示判断接触力时快了三倍。
1996 年,Morikawa H. 等人通过建立“虚拟引导模型”引入预测力反馈。
2000 年,Itoh T. 等人对基于半自动任务导向虚拟工具,并具有运动和力标定的人- 机协作遥操作系统提出了新的控制算法。
实际上,从研究人员对遥操作系统中得网络时延问题的探索研究过程中我们不难发现:基于电路网络理论的无源通讯法则所实现的控制算法对解决短时延问题具有较好的效果,而在长时延的情况下,要实现在保证系统稳定的同时又具有良好的可操作性则显得无能为力;由于现代控制理论的不完善及其系统实现上的困难等原因,基于现代控制理论所提出的各种控制算法亦未能较好地解决系统通信时延问题。
然而,将虚拟现实技术用于临场感遥操作机器人系统来克服通信时延,从而确保系统的稳定性和可操作性得以同时实现。
因此,我们认为虚拟现实技术必定会成为克服时延对遥操作系统产生的负面影响的研究的主流方向。
以上这些方法策略的共同点是:把网络看作一个不可知(黑盒子)和不可控的对象,在控制领域寻找应对网络时延的方法。
而在Internet环境下的遥操作领域针对时延的网络通信相关方面的研究则不是太多。
基于Internet的遥操作机器人系统网络时延的研究主要是在定常时延和时变时延两个假设基础之上进行的。
其中,以定常时延为基础的研究最为广泛而以时变时延为基础的研究更具有实用价值。
现阶段的针对网络时延的研究大体可以分为以下几个方向: (1)分析、研究时延特点,给出时延估测模型,并以此模型为基础研究整个遥操作机器人系统的控制模型;(2)大量实验测试,分析时延呈现出来的统计特性,预测其可能遵循的函数规律;(3)利用时延缓冲器管理算法,将时变时延转化为定常时延;(4)通过修改、创新时钟同步算法,来获取较准确地单向传输时延;(5)重点分析与评估传输时延对通过不同的传输协议传递信息所带来的负面影响,通过改进TCP/RTP/RTCP/UDP等网络协议来解决问题。
三、课题研究内容通过目前遥操作机器人系统的发展现状可以发现,对于一般的遥操作机器人系统,带宽虽然有限,但通常还是能够得到保证,所以时延也几乎是常数。
而基于Internet的遥操作机器人系统则有所不同,其传输时延则是不断变化的。
遥操作机器人系统是时延敏感的,且实时性要求很高,因而Internet提供的这些通信条件给遥操作系统的开发带来很大困难,传输中的大时延、时延抖动和不能保证的带宽将引发不稳定的问题,如果不适当地进行控制就会导致系统性能极大下降。
基于上述问题,本文着重从网络时延进行研究,大致可以分为以下几个方面:(1)基于时钟同步的网络单向时延的研究。
研究时延问题的关键之一在于能比较精确地确定时延的大小,分析当前网络单向时延研究成果及相关方法,分析单向时延的统计特性,重点分析网络单向时延的特点及其对网络数据传输的特殊性;从其特性出发,建立基于时钟同步算法的单向时延测算算法模型,验证基于时钟同步算法的单向时延测算算法的有效性。
(2)对TCP协议进行改进。
分析数据传输协议实现过程以及TCP协议内在三大机制:超时重传、慢启动和拥塞避让。
在此基础上,总结开发新型数据传输协议需要达到的要点;基于上述模拟实验的有效结果及对协议的功能需求,在NS2中对TCP协议进行改进,通过引入时延变量以及以神经网络为基础的时延的智能预测模块重新构造TCP协议中拥塞控制机制,以期达到时延抖动小、连续有序和数据可靠传输的目的。
(3)在NS2网络模拟环境下,使用改进的TCP协议,分析具体数据传输场景,针对遥操作机器人系统的数据传输特点,模拟其数据包发送状况,通过改进的TCP协议进行数据报发送并跟踪,分析实验结果,验证改进后协议的有效性。
四、研究方案及难点在基于Internet的机器人遥操作系统中,时延的一个显著的特点是变化。