基于Internet的机器人教育软件平台设计与实现

论文摘要

本文研究了如何建立一个面向Internet的机器人教育平台,在这个平台上,用户可以通过教育软件或网络实验室得到机器人制作的必要知识和交互式指导,可以充分利用丰富的平台资源完成仿真计算、机构的虚拟设计;多个用户还可以在虚拟现实环境下进行各种机器人比赛;更有意义的是由于开放实验室的每个机器人、每台仪器设备都具有自己独立的IP,用户可以根据自己的需要,申请在网络上对某个或几个机器人、某个或某些仪器设备进行远程操作控制,从而实际地验证自己的算法和思想;用户更可以利用机器人仿真和组态开发软件,进行深入的机器人知识的学习,并利用我们所提供的基于开放式结构的系列化教学机器人模块设计自己的真实机器人。本文采用了基于Java(面向网络应用程序开发的编程语言)技术的最新网络应用解决方案,对控制系统的网络应用进行了开发。并详细讨论了Web服务器中的Struts应用,客户端、服务器与数据库之间的数据一致性。本项目在充分吸收国内外同行的研究成果的基础上,在基于IPv6协议的下一代互联网CNGI系统的支持下,进一步深度开发基于网络的虚拟现实技术,采用Java和Eclipse作为开发工具,在Windows平台上,实现基于虚拟现实的机器人仿真训练和组态开发→网上授课→虚拟机器人实验室→虚拟机构设计室→机器人远程控制台的完整过程,实现面向CNGI的机器人教育软件平台。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 教育机器人的发展过程
• 1.2.1 产生背景
• 1.2.2 发展历史
• 1.2.3 现状
• 1.2.4 前景
• 1.3 机器人教育
• 1.3.1 机器人教育背景
• 1.3.2 中小学机器人教育
• 1.4 虚拟现实技术
• 1.4.1 虚拟技术在机器人学中的应用
• 1.4.2 虚拟现实技术在机器人仿真领域的应用
• 1.5 研究目标
• 1.6 研究内容
• 1.7 研究方法
• 1.8 本学术论文的内容安排
• 第二章 移动机器人教育平台软件架构
• 2.1 系统总体框架介绍
• 2.1.1 C/S模式
• 2.1.2 B/S模式
• 2.1.3 C/S与B/S的比较
• 2.1.4 系统结构
• 2.2 Struts框架
• 2.2.1 经典的MVC设计模式
• 2.2.2 Struts开发框架
• 2.2.3 Struts框架构建步骤
• 2.3 系统开发环境
• 第三章 网上授课子系统
• 3.1 引言
• 3.2 组成模块
• 3.3 功能分析
• 3.4 模块设计
• 3.4.1 视图的设计
• 3.4.2 控制器的设计
• 3.4.3 模型组件的设计
• 第四章 虚拟机构设计室
• 4.1 引言
• 4.2 VRML技术
• 4.2.1 VRML介绍
• 4.2.2 VRML工作原理
• 4.2.3 平台中的VRML模型
• 4.3 JAVA3D技术
• 4.3.1 JAVA3D简介
• 4.3.2 JAVA3D场景图框架
• 4.3.3 JAVA 3D中载入VRML场景
• 4.4 虚拟机构设计室子系统实现
• 4.4.1 主要功能
• 4.4.2 子系统软件架构
• 第五章 虚拟机器人实验室
• 5.1 引言
• 5.2 TeamBots简介
• 5.3 虚拟机器人实验室子系统软件架构
• 5.3.1 表现层
• 5.2.3 控制层
• 5.3.3 事务处理层（虚拟机构设计室服务器）
• 5.3.4 数据层
• 第六章 机器人远程控制平台
• 6.1 机器人远程控制相关研究
• 6.2 移动机器人远程控制结构图
• 6.3 移动机器人本地控制系统
• 3TM移动机器人车体结构'>6.3.1 Pioneer₃TM移动机器人车体结构
• 6.3.2 移动机器人Pioneer 3TM的软件体系
• 6.3.3 远程控制界面介绍
• 6.3.4 远程控制服务器
• 第七章 视频服务器与通信机制
• 7.1 视频传输的实现
• 7.1.1 JMF
• 7.1.2 视频信号的发送
• 7.1.3 视频信号的接收
• 7.2 通信协议和机制
• 7.2.1 通信协议
• 7.2.2 Socket通信机制
• 第八章 总结与展望
• 8.1 创新点
• 8.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况