[發明專利]一種多平臺遠程機器人通用控制系統

有效

• 申請號: 201510363369.3
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105116785B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 丁希侖;尹業成;楊帆;彭塞金
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

本發明公開一種多平臺遠程機器人通用控制系統，包括機器人本體系統與遠程控制系統；機器人本體系統安裝于機器人本體(robot)內，遠程控制系統安裝于遠程控制器(controller)中。機器人遠程控制器用來實現人機交互，發送任務指令至機器人本體系統；機器人本體系統用來采集環境信息與機器人自身信息，并進行環境辨識，完成地形構建，還對遠程控制器發送的指令進行分析，控制機器人本體完成作業。機器人本體系統與遠程控制系統間，采用無線網絡進行通訊，獨立于本體系統運行平臺和遠程控制器運行平臺，本發明的優點為：提高了機器人系統的安全性能實現多控制器與機器人間多對一，一對多的操控；同時不同用戶能給予不同權限，方便管理。

技術領域

本發明屬于自動控制和機器人領域，具體涉及一種可在手機、平板電腦等便攜式計算機上使用的多平臺遠程機器人通用控制系統。

背景技術

機器人是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多功能于一體的綜合機電系統，能自動或半自動執行任務。目前機器人遠程控制通訊方式有藍牙、無線網絡、無線電等。隨著智能硬件尤其是手機、平板等便攜嵌入式設備的發展，無線網絡及無線網絡設備變得隨處可見。能使用無線網絡方式與機器人進行交互將成為智能機器人標準配置。

目前機器人控制多采用專用控制器，需要開發專用的控制器硬件和控制器系統，同時這些專用控制器僅能對相應的機器人進行控制；已有的基于移動平臺的機器人控制軟件功能單一，通用性不強。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種多平臺遠程機器人通用控制系統，可將任一具有wlan功能的手機、平板筆記本電腦等作為機器人遠程控制設備，并使之控制不同的機器人，可用于遠程控制輪式機器人、足式機器人等常見機器人。

一種多平臺遠程機器人通用控制系統，其特征在于：包括機器人本體系統與遠程控制系統。

所述機器人本體系統包括用戶管理模塊、信息采集模塊、地形構建模塊、任務管理模塊與路徑規劃模塊，同時內部搭建有流媒體服務器。

用戶管理模塊包括多用戶管理子模塊與用戶認證子模塊；多用戶管理子模塊用來存儲用戶身份信息以及各用戶相應的權限；多用戶管理子模塊可通過遠程控制系統對用戶進行管理

信息采集模塊為機器人本體所載傳感器，用于獲取機器人本體自身信息與環境信息；信息采集模塊中麥克風采集到的音頻和攝像頭采集到的視頻信息通過流媒體服務器處理成音頻流與視頻流。

環境構建模塊根據信息采集模塊采集的環境信息，結合機器人本體位姿信息，構建出環境地形；，即每次構建，均在在原有地圖的基礎上，根據新獲取的機器人本體信息構建出部分地圖，拼接至原有地圖或更新原有地圖中環境發生改變的部分，并將該增量地圖發送至遠程控制器，以更新遠程控制器中的地圖。

任務管理模塊用來接收遠程控制系統發送的任務指令，結合用戶權限，進行任務分析，得到本次任務出發地點、目標地點，以及任務內容。

路徑規劃模塊由任務分析得到的出發地點和目標地點，根據環境構建模塊構建的環境地形進行路徑規劃，得到可通行路徑，并反饋給任務管理模塊，由任務管理模塊根據路徑規劃結果，驅動機器人本體的機械執行器完成任務。

所述遠程控制系統分為前端和后臺；其中，前端用于實現人機交互；后臺用于數據流的處理和傳輸；前端包括安全認證模塊、操控模塊、音視頻播放模塊、信息顯示模塊與三維仿真模塊。

安全認證模塊用于獲取用戶輸入的用戶信息，經后臺封裝成數據包發送至機器人本體系統中的用戶認證子模塊，經處理后，將登陸結果經后臺反饋至安全認證模塊。

操控模塊由多個控件組成，當相應的控件被激活時，控制器將與控件綁定的指令，或控制者輸入的指令封裝成數據包之后發送至遠程機器人；音視頻播放模塊通過后臺接收機器人本體系統中信息采集模塊中麥克風采集的聲音信息和攝像頭采集的圖像，經后臺解碼后在音視頻播放模塊中進行顯示。