家用伙伴机器人交互式控制软件系统的研制

论文摘要

随着人们生活水平的不断提高以及机器人领域技术的飞速发展,家用型智能机器人倍受青睐。交互式控制软件系统是家用智能机器人的灵魂,通过交互式控制软件系统对机器人各功能的控制和协调,家用机器人的智能性、实用性和交互性得以体现。因此智能机器人交互式控制软件的研制有重大意义。本文在VS（Microsoft Visual Studio 2005）平台上研制出一款家用伙伴机器人的交互式控制软件系统,通过系统的设计及其与下位机的通讯,实现对机器人运动功能、自主避障功能、对话功能和多媒体功能的图形化界面控制以及网络监控。此外,本家用伙伴机器人交互式控制软件系统利用CArray类建立了一个动态模型,通过对此模型的相关操作,以及对模型中每个元素阻塞形式函数的设置,实现了机器人各项功能随机组合和编辑的可视化编程功能,使机器人具有了一定的灵活性和自主性。本软件系统首先利用Flash软件对整套系统的各操控界面和响应消息进行了设计,在VS端利用消息响应函数实现各层界面的控制,并为具体功能函数预留了接口。系统界面框架搭建完成后在VS端首先通过结合IBM Viavoice SDK,对机器人语音识别、语音处理和语音合成模块进行了功能函数的编写,实现了机器人人机对话功能;其次构建了音乐播放功能类实现了机器人播放音乐的功能;然后在Flash端设计了具有视频播放和摄像头拍照功能的模块;最后通过在预留的各个接口处进行功能函数的调用,实现了相关功能的界面操控。网络监控功能的研制首先利用Dreamweaver软件设计了机器人远程监控网页,通过ASP（Active Server Page）技术,实现网页中具有Web通信功能的视频服务器控件的嵌入;然后利用控件提供的相关功能函数,将监控信息发到视频服务器自带的RS-485接口端,并将视频服务器通过USB-RS485转换器连接到上位机（万利达T1型平板电脑）。上位机通过串口控件完成与下位机（AVR系列ATMEGA128单片机和网络视频服务器）的通讯,实现机器人运动功能和自主避障功能的界面和远程操控。实验过程中,首先将上位机通过USB转串口线与下位机连接,然后将VS发布的软件系统安装包在上位机中进行安装。通过机器人软件系统图标进入系统,对其各项功能进行验证,达到了预期所有效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究目的和意义
• 1.1.1 课题来源及研究目的
• 1.1.2 课题的研究意义
• 1.2 国内外家用伙伴机器人软件系统研究现状及分析
• 1.2.1 国外家用伙伴机器人软件系统研究现状及分析
• 1.2.2 国内家用伙伴机器人软件系统研究现状及分析
• 1.3 本文工作的研究内容
• 第2章 机器人软件系统操控界面系统的研制
• 2.1 机器人软件系统操控界面的设计
• 2.1.1 机器人控制软件系统界面整体框架设计
• 2.1.2 机器人控制软件系统各层界面的设计
• 2.2 机器人控制软件系统各界面层的控制
• 2.3 本章小结
• 第3章 机器人各功能模块的研制
• 3.1 机器人多媒体功能的设计
• 3.1.1 音乐播放功能的设计
• 3.1.2 MV 播放功能的设计
• 3.1.3 摄像头拍照功能的设计
• 3.2 机器人人机对话模块的设计
• 3.2.1 语音识别模块的设计
• 3.2.2 对话管理模块的设计
• 3.2.3 语音合成模块设计
• 3.3 机器人可视化编程模块的设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 机器人软件系统下位机模块的研制
• 4.1 网络监控模块的设计
• 4.1.1 动态网页设计原理
• 4.1.2 监控网页设计过程
• 4.1.3 监控网页运行环境的构建
• 4.2 网络监控模块的控制
• 4.3 软件系统与下位机通讯设计
• 4.4 控制软件系统的发布
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢