一種移動機器人遙操作接口系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

該遙操作平臺提供的人機接口系統(tǒng)界面如圖3所示。若檢測到方向盤，并且在界面的控制菜單下選擇方向盤操作，則可以通過方向盤來操作機器人的移動。如果在界面的控制菜單下選用鼠標控制，可以點擊圖3“鍵盤操作面板”中的加速、前進、減速、左轉(zhuǎn)等按鈕來操作機器人。如果在界面的控制菜單下選用選擇鍵盤控制，則可以通過鍵盤上的快捷鍵來操作機器人。圖4中4個圓盤形控件相應(yīng)地顯示4個主動輪轉(zhuǎn)動的角度，圓盤形控件左邊的柱狀控件相應(yīng)地顯示了4個主動輪的速度，并將指令通過通信系統(tǒng)傳給機器人。左上角的區(qū)域還可以顯示機器人的仿真影像等。右上角的“操作設(shè)備輸入數(shù)據(jù)顯示”面板中可直接輸入機器人的速度和角度信息，可以使機器人快速準確地進入到預(yù)定的速度和角度上。

實現(xiàn)此人機接口系統(tǒng)的全部程序代碼由一個總結(jié)構(gòu)和4個類組成，下面簡要地介紹一下它們的代碼和功能。
2．1 總結(jié)構(gòu)中的主要函數(shù)
(1)_fast call TMainForm：：TMainForm(TCom-ponent*Ownetr)：此函數(shù)主要完成機器人部分初始化和狀態(tài)選擇。
(2)void_ _fastcall TMainForm：：Event(TObject*Sender)：此函數(shù)主要響應(yīng)方向盤、鍵盤和鼠標操作的事件，從而可實現(xiàn)對機器人移動的操作。
(3)void_ _fastcall TMainForm：：KeyCtrl(TOb-ject*Sender，charKey)：此函數(shù)主要完成對鍵盤操作的初步響應(yīng)。
(4)void_ _fastcall TMainForm：：Timer(TObject*Sender)：此函數(shù)主要完成對機器人實時狀態(tài)和方向盤、鍵盤和鼠標的操作的實時刷新，其刷新頻率可以在一定的范圍內(nèi)進行選擇。
2．2 四個類及其功能
(1)class CComPort。此類主要完成對數(shù)據(jù)存儲緩沖區(qū)的初始化、釋放和對緩沖區(qū)的讀和寫等。
(2)class CJoyStick。此類主要完成對方向盤數(shù)據(jù)的讀取，USB端口設(shè)備連接狀態(tài)，方向盤初始化，設(shè)置數(shù)據(jù)格式，清除數(shù)據(jù)，釋放空間等操作。
(3)class CKamado。此類主要完成在鍵盤或鼠標操作模式下，機器人自主完成一系列基本動作(前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止、加速、減速等)和幾個自定義動作(轉(zhuǎn)直角、原地自旋等)。
(4)class CWheel。此類主要實現(xiàn)自主模式下輪子的旋轉(zhuǎn)動作，包括每個輪的旋轉(zhuǎn)的具體速度和度數(shù)。

3 室內(nèi)行走實試驗
基于上述遙操作接口系統(tǒng)，進行了多次機器人室內(nèi)行走試驗。人機接口系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：用3種操作模式操作機器人的移動，對機器人的速度角度進行預(yù)置，對機器人進行狀態(tài)顯示和數(shù)據(jù)存儲。機器人可以根據(jù)遙操作接口發(fā)送的指令，安全穩(wěn)定、可靠地實現(xiàn)前進、后退、速度角度預(yù)置、原地旋轉(zhuǎn)、爬坡等運動。

4 結(jié) 語
在此設(shè)計與實現(xiàn)了一種機器人的遙操作接口系統(tǒng)，操作員可以通過此接口系統(tǒng)成功地操作機器人。實驗結(jié)果證明，此遙操作接口系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：操作簡便，界面友好，安全性和可靠性強等。但是仍存在不足，如操作的實時性較差，還有待改進。