AimBot Web

基于 Vue 3 的机器人远程控制前端，提供自动监控、手动遥控和 PID 调参三个功能页面。

技术栈

层	技术
框架	Vue 3.5 (Composition API, <script setup>)
构建	Vite 5 + pnpm
路由	Vue Router 4 (Hash 模式)
ROS 通信	roslibjs → rosbridge WebSocket
HTTP	原生 fetch

项目结构

src/
├── main.js                     # 入口，挂载 App + Router
├── App.vue                     # 根布局：顶部导航 + router-view
├── config.js                   # 集中配置（地址、话题、控制参数）
├── router/index.js             # Hash 路由表
├── composables/
│   └── useRosbridge.js         # roslibjs 封装 Hook
└── views/
    ├── AutoMode.vue            # 自动模式页
    ├── ManualMode.vue          # 手动遥控页
    └── DebugMode.vue           # 调试模式页

架构分层

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│  View 层 (views/*.vue)                                  │
│  - 页面 UI 与用户交互                                    │
│  - 调用 composable + config                             │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Composable 层 (composables/useRosbridge.js)             │
│  - 封装 roslibjs 连接 / 发布 / 生命周期                  │
│  - 暴露响应式 connected 状态                             │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Config 层 (config.js)                                  │
│  - 所有可配置常量集中管理                                 │
│  - 部署时只需修改此文件                                   │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Router 层 (router/index.js)                            │
│  - Hash 路由，/auto → /manual → /debug                  │
│  - 默认重定向到 /auto                                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

路由设计

路径	页面	说明
#/auto	AutoMode	默认页，MJPEG 视频流
#/manual	ManualMode	键盘遥控 + 视频流
#/debug	DebugMode	PID 参数配置 + 激光开关
#/	→ 重定向到 #/auto

选用 Hash 路由 (createWebHashHistory) 是为了避免部署到 Nginx 后直接访问子路径出现 404。

页面详解

1. AutoMode（自动模式）

功能： 显示自动运行过程的实时画面。

数据流：

web_video_server ──MJPEG──► <img src> ──► 浏览器渲染

交互：

• 「切换到当前模式」按钮 → POST /api/mode/switch { mode: "auto" } → ROS2 后端切换工作模式

MJPEG 连接管理：

• 组件挂载时 <img> 加载 MJPEG 流
• onBeforeRouteLeave 钩子中清空 img.src，确保离开页面时立即释放 TCP 连接
• 路由跳转顺序：旧页面断连 → 新页面建连，避免单连接服务端的冲突

2. ManualMode（手动模式）

功能： 键盘遥控机器人底盘和云台，J 键控制激光，同时观看实时画面。

数据流：

键盘事件 (keydown/keyup)
    │
    ├─► pressed Set (WASD/方向键 多键集合)
    │       │
    │       ▼
    │   computeVelocities()  ◄── config.js
    │       │
    │       ├─► { left, right } ──► /cmd_wheel    (值变化时发送)
    │       └─► { pitch, yaw  } ──► /cmd_gimbal   (值变化时发送)
    │                                      │
    │                                      ▼
    │                                 rosbridge ──► ROS2 节点
    │
    └─► J 键 (!e.repeat)
            │
            ▼
        POST /api/laser { action: "on"|"off" } ──► ROS2 HTTP 服务

键盘映射策略：

         W (+线速度)               ↑ (+pitch 度/秒)
    A (+角速度)  D (-角速度)   ← (+yaw 度/秒) → (-yaw 度/秒)
         S (-线速度)               ↓ (-pitch 度/秒)

        底盘 (差速驱动)              云台 (角度速率)
         J 激光 开/关

• 多键同时按下：W+A 同时按 = 前进 + 左转，自动合成左右轮速
• 同轴冲突：W+S 同时按 → 相互抵消，线速度为 0
• 值变化才发布：比较当前速度与上次发布值，无变化则跳过，避免无效 rosbridge 消息
• 自动启停：首个按键按下启动 requestAnimationFrame 循环，所有按键松开启自动停止（publish 值不变的帧直接跳过）
• J 键防重复：e.repeat 过滤，长按 J 不会反复切换激光

差速运动学转换：

left_speed  = linear - angular × (wheel_separation / 2)
right_speed = linear + angular × (wheel_separation / 2)

3. DebugMode（调试模式）

功能： PID 参数在线调参，激光开关，模式切换。

交互：

• 顶部三个按钮可切换任意模式
• 激光开关按钮：「激光: ON/OFF」点击切换，POST /api/laser { action: "on"|"off" }
• 12 个数字输入框分 4 组：
  • 视觉环 Yaw 电机：Kp / Ki / Kd
  • 视觉环 Pitch 电机：Kp / Ki / Kd
  • 角度环 Yaw 电机：Kp / Ki / Kd
  • 角度环 Pitch 电机：Kp / Ki / Kd
• 「发布参数」按钮 → rosbridge 发布 JSON 到 /pid_config 话题

发布数据格式：

{
  "visual_yaw":   { "kp": 1.0, "ki": 0.1, "kd": 0.01 },
  "visual_pitch": { "kp": 1.0, "ki": 0.1, "kd": 0.01 },
  "angle_yaw":    { "kp": 2.0, "ki": 0.2, "kd": 0.02 },
  "angle_pitch":  { "kp": 2.0, "ki": 0.2, "kd": 0.02 }
}

useRosbridge — 核心 Composable

useRosbridge()
│
├─ connect(url)      → 建立 WebSocket，绑定 connection/close/error 事件
├─ disconnect()      → 手动断开
├─ publish(topic, type, data) → 发布消息（自动缓存 Topic 对象）
├─ connected (ref)   → 响应式连接状态
│
└─ onUnmounted()     → 组件销毁时自动断开

• 每次调用 useRosbridge() 创建独立的 ros 实例
• Topic 对象按 "topic:messageType" 缓存，避免重复创建
• 组件卸载 (onUnmounted) 自动关闭 WebSocket，无需手动清理

config.js — 配置项说明

HTTP_API_BASE        // HTTP API 基础地址
ROSBRIDGE_URL        // rosbridge WebSocket，格式 ws://host:9090
MJPEG_AUTO_URL       // 自动模式 MJPEG 流地址
MJPEG_MANUAL_URL     // 手动模式 MJPEG 流地址
CMD_WHEEL_TOPIC      // 底盘轮速话题名
CMD_GIMBAL_TOPIC     // 云台角速度话题名
PID_CONFIG_TOPIC     // PID 参数话题名
MAX_LINEAR           // 最大线速度 (m/s)
MAX_ANGULAR          // 最大角速度 (rad/s)
WHEEL_SEPARATION     // 底盘轮距 (m)
GIMBAL_PITCH_DEG_S   // 云台 pitch 角度速率 (度/秒)
GIMBAL_YAW_DEG_S     // 云台 yaw 角度速率 (度/秒)

HTTP API 接口一览

接口	方法	请求体	说明	触发位置
/api/mode/switch	POST	{"mode": "auto"|"manual"|"debug"}	切换工作模式	Auto/Manual/Debug 页面按钮
/api/laser	POST	{"action": "on"|"off"}	激光开关	Manual J 键, Debug 按钮

通信架构总览

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                  Vue3 前端                               │
│                                                          │
│  AutoMode.vue ────► fetch POST /api/mode/switch          │
│               ────► <img src="/stream?topic=...">         │
│  ManualMode.vue ─► roslibjs ws://host:9090               │
│                ──► <img src="/stream?topic=...">          │
│                ──► fetch POST /api/laser (J 键)           │
│  DebugMode.vue ──► roslibjs ws://host:9090               │
│               ───► fetch POST /api/mode/switch            │
│               ───► fetch POST /api/laser (按钮)           │
└──────────┬──────────────┬───────────────────────────────┘
           │ HTTP         │ WebSocket + MJPEG
           ▼              ▼
      ┌─────────┐   ┌──────────────┐
      │  Nginx  │   │  rosbridge   │
      │  反代    │   │  web_video   │
      └────┬────┘   │  _server     │
           │        └──────┬───────┘
           ▼               ▼
      ROS2 HTTP        ROS2 话题
      模式切换          底盘 / 云台 / PID
      激光开关

开发命令

pnpm install      # 安装依赖
pnpm dev          # 开发服务器 → http://localhost:5173
pnpm build        # 生产构建 → dist/
pnpm preview      # 预览构建产物