CN110465939A - 一种基于Winform的机器人触摸系统 - Google Patents

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刘国平
邱勇
徐鑫
刘琨
张增贵
金向广
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1689—Teleoperation

Abstract

本发明公开了一种基于Winform的机器人触摸系统，主控模块与miniPC模块之间通过串口有线连接，miniPC模块接收主控模块发送的机器人底盘定位信息、激光雷达信息和摄像头偏差数据；miniPC模块与平板电脑模块之间通过局域网无线连接，平板电脑模块可获取主控模块机器人的第一视角动态图像；平板电脑模块与主控模块之间通过蓝牙无线连接，平板电脑模块用于接受主控模块的机器人状态信息，并给主控模块发送策略命令和微调偏差数据。本发明中平板电脑模块通过摇杆和触摸偏差粗调或微调进行更精细的控制，与传统的手柄操控相比，功能更加强大，能够获取机器人的状态数据，第一视角图像，便于对机器人进行精准操控；具有使用方便、便于操作、稳定性好、及可靠性高的优点。

Description

一种基于Winform的机器人触摸系统
技术领域
本发明属于机器人操控系统技术领域，具体涉及一种基于Winform的机器人触摸系统。
背景技术
国外Mark Micire、Munjal Desai使用Microsoft Surface多点触控表，设计了一个界面，可以让用户希望放置手中的任何地方进行和弦和同时多手交互。创建了一个动态调整大小，符合人体工程学的多触摸控制器(DREAM控制器)。介绍了使用iRobot ATRV-JR机器人对该控制器的设计和测试。国内朱林丽、吴昊针对广西区计算机考试等级阅卷系统出现的漏洞，利用winform设计一个可以自动阅卷的软件系统，但是由于该系统人不成熟，该系统不能识别某些文件，使得产生问题。刘辉、常婉纶研究基于Winform的程序经常需要把参数从一个窗体传入到另一个窗体，或者某一窗体中内容变更时另一窗体相同内容随之改变，利用C#提供的类、对象属性、委托几种机制，提出通过使用构造函数对对象进行初始化、变更对象属性、借助委托等方法实现多个窗体间的参数传递和内容的同步更新显示。在对各种方法应用对比的同时，重点发掘了委托机制为实现窗体间内容的传递和同步更新所带来的优势。朱彭超针对工业机器人开发了一款具有运动仿真功能的触摸式示教器，并对其中的关键技术进行了系统研究。分析了无线触摸式示教器的功能需求，规划了新型示教器和机器人控制系统的总体架构与开发平台，选取iPad平板和PC主板作为示教器的硬件平台，以Linux+Qt为软件开发平台，并对示教器的软件系统进行了总体规划和设计。牛希望提出了一种基于触摸和视觉引导的机器人控制方法，该方法通过捕捉触摸动作，标定摄像机的内外参数,经触摸坐标系、像素坐标系、摄像机坐标和机器人坐标系之间的变换，将触摸动作映射到机器人坐标系下，控制机器人运动至目标位置。
Windows窗体具有一些重要特点：功能强大，操作方便，使用安全，控件灵活，和数据库管理，方便的数据显示和操作，WinForm控件是指以输入或操作数据的对象。
WinForm拥有如此众多的突出优势，非常利于设计一款机器人触摸系统，然而目前却少有此类产品，就现今的科技发展趋势来看，机器人种类越来越丰富，工业机器人、服务机器人、军事机器人、竞赛机器人等等，在人类的生产生活中扮演越来越重要的角色，然而机器人的触摸控制系统却拖了后腿，因此，研发一款基于WinForm的机器人触摸系统意义重大，应用前景十分广阔，而且未来这种触摸系统极有可能成为机器人界的主流。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Winform的机器人触摸系统，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明具有使用方便、便于操作、稳定性好、及可靠性高的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于Winform的机器人触摸系统，包括有主控模块、miniPC模块和平板电脑模块；
所述主控模块与miniPC模块之间通过串口有线连接，所述miniPC模块接收主控模块发送的机器人底盘定位信息、激光雷达信息和摄像头偏差数据；
所述miniPC模块与平板电脑模块之间通过局域网无线连接，所述平板电脑模块可获取主控模块机器人的第一视角动态图像；
所述平板电脑模块与主控模块之间通过蓝牙无线连接，所述平板电脑模块用于接受主控模块的机器人状态信息，并给主控模块发送策略命令和微调偏差数据。
优选的，所述平板电脑模块的触摸屏采用按键指令控制主控模块的机器人行为；
所述平板电脑模块通过摇杆进行微调或粗调，利用档位键切换粗调或微调。
优选的，所述平板电脑模块可通过触摸偏差进行微调。
优选的，所述主控模块的机器人通过摄像头采集到第一视角的实时图像数据。
优选的，所述主控模块通过调用激光雷达与底盘配合来获取机器人位置信息。
优选的，所述主控模块通过调用融合方案得到托盘中心，来与摄像头配合求得偏差。
优选的，所述主控模块的摄像头检测求偏差功能，先进行程序封装，形成DLL文件供c#调用。
优选的，所述主控模块通过使用DirectShow驱动摄像头来获得第一视角图像。
优选的，采用C#语言编写平板电脑模块的程序和miniPC模块的主框架，采用C++语言编写miniPC模块子函数。
有益效果：
本发明的一种基于Winform的机器人触摸系统，平板电脑模块通过摇杆和触摸偏差粗调或微调进行更精细的控制，与传统的手柄操控相比，功能更加强大，能够获取机器人的状态数据，第一视角图像，便于对机器人进行精准操控；本发明具有使用方便、便于操作、稳定性好、及可靠性高的优点。
附图说明
图1为本发明系统结构框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1所示，一种基于Winform的机器人触摸系统，包括有主控模块、miniPC模块和平板电脑模块；
所述主控模块与miniPC模块之间通过串口有线连接，所述miniPC模块接收主控模块发送的机器人底盘定位信息、激光雷达信息和摄像头偏差数据；
所述miniPC模块与平板电脑模块之间通过局域网无线连接，所述平板电脑模块可获取主控模块机器人的第一视角动态图像；
所述平板电脑模块与主控模块之间通过蓝牙无线连接，所述平板电脑模块用于接受主控模块的机器人状态信息，并给主控模块发送策略命令和微调偏差数据。
所述平板电脑模块的触摸屏采用按键指令控制主控模块的机器人行为；
所述平板电脑模块通过摇杆进行微调或粗调，利用档位键切换粗调或微调。
所述平板电脑模块可通过触摸偏差进行微调。
所述主控模块的机器人通过摄像头采集到第一视角的实时图像数据。
所述主控模块通过调用激光雷达与底盘配合来获取机器人位置信息。
所述主控模块通过调用融合方案得到托盘中心，来与摄像头配合求得偏差。
所述主控模块的摄像头检测求偏差功能，先进行程序封装，形成DLL文件供c#调用。
所述主控模块通过使用DirectShow驱动摄像头来获得第一视角图像。
采用C#语言编写平板电脑模块的程序和miniPC模块的主框架，采用C++语言编写miniPC模块子函数。
平板电脑模块的触摸屏功能清单
序号 功能 备注
1 按键指令 用于控制机器人行为
2 摇杆 用于微调或粗调，利用档位键切换。
3 实时图传通信，实现第一视角 接收由miniPC模块发送过来的图像
4 显示机器部分工作状态 提示信息，方便操作者检查
5 触摸偏差 用于微调
6 串口通信 与主控利用蓝牙进行无线通信
miniPC模块的主体程序框架功能清单
序号 功能 备注
1 调用激光雷达与底盘配合 获取机器人位置信息
2 调用融合方案得到托盘中心 与摄像头配合求得偏差
3 使用DirectShow驱动摄像头 获得第一视角图像
4 作为客户端，实时传图给平板端 显示在操作界面
5 串口通信 与主控进行有线串口通信
平板电脑模块的触摸屏调试主要分为三个部分：界面调试；通信调试；功能调试。
界面调试，触摸屏首要保障界面的可操作性和方便性，使操作人员准确无误地快速操作。方案：1、进行大量人员测试，收集不同人员意见，体验感受等，针对突出问题进行修改，对个人主观性意见做出分析及优化方向；2、进行长时间、高频次界面调试，机器调试期间将尽量安排使用触摸屏，同时实时守候，发现bug及时分析解决，操作人员提出意见及时做出优化。
涉及的具体事项：1、各按键键值正确置位、恢复；2、各调节按钮正确响应；3、触摸偏差的正确响应、防误触；4、界面的整体排布；5、调试信息更新与显示。
通信调试，由于触摸屏不仅使用了蓝牙串口，还使用了新的WIFI通信(图传)，因此通信调试尤为重要，必须确保触摸屏通信的可靠性。方案：1、进行通信压力测试，联合MiniPC模块、平板电脑模块、主控模块进行长时间的连接、高频次大流量的通信。2、进行模拟突发情况测试，罗列可能出现的通信方面的突发异常，进行人为模拟通信干扰，检测程序的通信重连、复位可靠性、稳定性。
涉及的具体事项：1、串口的正确连接；2、局域网的正确连接；3、数据正确收发；4、数据正确解码、响应；5、重连、重新响应。
功能调试，触摸屏程序miniPC模块部分还囊括了激光雷达、摄像头等重要部分，需要严格调试。方案：1、联合调试，联通激光雷达、摄像头、底盘各部分程序，保证各模块正常调用；2、在配合整机调试中分析精度、重复性、记录及修复bug，优化算法；3、做好备案。
涉及的具体事项：1、激光雷达连接，激光雷达算法调用；2、摄像头连接、图传、摄像头图像处理调用；3、融合方案调用；4、底盘与激光雷达的后台交互；5、备案方案。
本实施例的一种基于Winform的机器人触摸系统，平板电脑模块通过摇杆和触摸偏差粗调或微调进行更精细的控制，与传统的手柄操控相比，功能更加强大，能够获取机器人的状态数据，第一视角图像，便于对机器人进行精准操控；本发明具有使用方便、便于操作、稳定性好、及可靠性高的优点。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。

Claims (9)

1.一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
包括有主控模块、miniPC模块和平板电脑模块；
所述主控模块与miniPC模块之间通过串口有线连接，所述miniPC模块接收主控模块发送的机器人底盘定位信息、激光雷达信息和摄像头偏差数据；
所述miniPC模块与平板电脑模块之间通过局域网无线连接，所述平板电脑模块可获取主控模块机器人的第一视角动态图像；
所述平板电脑模块与主控模块之间通过蓝牙无线连接，所述平板电脑模块用于接受主控模块的机器人状态信息，并给主控模块发送策略命令和微调偏差数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
所述平板电脑模块的触摸屏采用按键指令控制主控模块的机器人行为；
所述平板电脑模块通过摇杆进行微调或粗调，利用档位键切换粗调或微调。
3.根据权利要求1所述的一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
所述平板电脑模块可通过触摸偏差进行微调。
4.根据权利要求1所述的一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
所述主控模块的机器人通过摄像头采集到第一视角的实时图像数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
所述主控模块通过调用激光雷达与底盘配合来获取机器人位置信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
所述主控模块通过调用融合方案得到托盘中心，来与摄像头配合求得偏差。
7.根据权利要求1所述的一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
所述主控模块的摄像头检测求偏差功能，先进行程序封装，形成DLL文件供c#调用。
8.根据权利要求1所述的一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
所述主控模块通过使用DirectShow驱动摄像头来获得第一视角图像。
9.根据权利要求1所述的一种基于Winform的机器人触摸系统，其特征在于：
采用C#语言编写平板电脑模块的程序和miniPC模块的主框架，采用C++语言编写miniPC模块子函数。
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