1、引言 由于便携式移动机器人在全自主控制方面仍需进一步发展,其监控系统往往采用半自主控制方式设计。为了满足小型化、嵌入式结构的特点,本项目旨在设计一款便携式移动机器人手持监控系统,并将其应用于履带结构便携式移动机器人实验平台。
2、功能设计 手持监控系统作为便携式移动机器人的全局性监视与控制中心,主要包括视频图像监视模块、状态信息监测模块、遥控指令模块、无线通信模块、数字地图交互模块和全局路径规划模块六大功能单元(见图1)。每个功能单元都具备独立的工作能力,共同协作以实现对机器人的实时跟踪和智能控制。
3.1硬件结构与接口 手持监控系统的硬件部分基于嵌入式PC/104plus总线架构,以确保数据传输效率和设备兼容性。硬件分为五个核心组成部分:无线通信、高性能图像采集、中枢处理单元、小巧液晶显示屏以及精准遥控键盘。各个组件通过标准化接口进行信息交换和数据共享,为高效操作提供了坚实基础。
3.2硬件模块实现 无线数据传输子系统采用微功耗无线技术来保证低功耗、高可靠性的通信;嵌入式摄像头采用先进的CMOS感光芯片,结合PCI总线技术,实现高速且清晰的视频捕捉;中央处理核心搭载高性能CPU,可支持复杂算法运算并快速响应用户输入;液晶显示屏配备高清分辨率,让用户能清晰观看到重要信息;遥控键盘利用专门设计的小型电路板,提供简洁直观的人机界面。
4,软件体系 构建在Windows CE操作系统之上,该软件框架由定制操作环境(Platform Builder)、驱动程序开发及应用程序编写三部分组成。在WinCE平台下,我们通过流接口模型来管理外部设备,与内核紧密集成,以确保稳定性和效率。此外,我们还开发了针对各类传感器及其读取逻辑的一系列驱动程序,以及必要的中断服务例程,以优化资源使用并提高响应速度。
4.3应用程序设计 应用层面的编码涉及多种语言,如C语言用于关键扫描与串行通讯,而EVC(Windows CE Embedded Visual C++)则是主要开发工具。这些建立不仅使得代码更加灵活适应不同需求,而且极大地减少了整体项目成本,使得我们能够更快地迭代改进产品,并根据市场反馈调整我们的策略。