[發(fā)明專利]基于分布式?jīng)Q策算法的云服務(wù)機(jī)器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610958697.2
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106597881A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔昕
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳量旌科技有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 深圳市中聯(lián)專利代理有限公司44274
• 代理人: 李俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于分布式?jīng)Q策算法的云服務(wù)機(jī)器人。

背景技術(shù)

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,大數(shù)據(jù)收集將會越來越多,機(jī)器人控制系統(tǒng)必須能夠處理這些海量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)來自移動設(shè)備、視覺傳感器、射頻識別閱讀器和無線網(wǎng)絡(luò)傳感器等傳感裝置?？刂葡到y(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)將會增加網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)擔(dān)和計算負(fù)擔(dān)。因此，在這種情況下傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)難以滿足高品質(zhì)和實時控制的要求。

2010年，在由電氣和電子工程師協(xié)會主辦的Humanoids機(jī)器人大會上，Google的機(jī)器人科學(xué)家兼卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所的兼職教授Kuner提出了“云機(jī)器人”的概念：將信息資料存儲在云端的服務(wù)器上，并讓機(jī)器人在必要時通過聯(lián)網(wǎng)的方式從云端獲得這些資料。其應(yīng)用范圍包括自主移動機(jī)器人、云醫(yī)療機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人等,成功的應(yīng)用案例有RoboEarth、KnowRob、RoboBrain、Ericson等?？偟膩碚f，云計算的引入使得機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，功能越來越強(qiáng)大。

云服務(wù)機(jī)器人與網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人(包括遙操作和多機(jī)器人系統(tǒng))都是通過網(wǎng)絡(luò)使得機(jī)器人彼此分享信息，擴(kuò)展能力。但云服務(wù)機(jī)器人區(qū)別與網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人之處在于：在云端動態(tài)地計算，為機(jī)器人分配資源，機(jī)器人獲得的資源是彈性地、按需地；云服務(wù)機(jī)器人是“大腦在云端”，機(jī)器人通過網(wǎng)絡(luò)獲取處理后的結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的處理還是在本體。

智能機(jī)器人具有廣闊的發(fā)展前景，目前機(jī)器人的研究正處于第三代智能機(jī)器人階段，盡管國內(nèi)外對此的研究已經(jīng)取得了許多成果,但其智能化水平仍然不盡人意。

給云服務(wù)機(jī)器人提供服務(wù)的系統(tǒng)，大多數(shù)由企業(yè)提供，包括亞馬遜、Salesforce、谷歌、微軟等。在一般情況下，終端用戶需要花費(fèi)高額的費(fèi)用來購買這項服務(wù)。對于大多數(shù)終端用戶，他們更傾向于獲得低成本的服務(wù)，這是云控制工業(yè)的初衷之一。然而，具有足夠計算資源或計算能力的單個云控制器往往價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)過云處理分析，執(zhí)行具體動作，完美充當(dāng)了幼兒早教、老人陪伴、家庭健康管家等角色的基于分布式?jīng)Q策算法的云服務(wù)機(jī)器人。

為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案：一種基于分布式?jīng)Q策算法的云服務(wù)機(jī)器人，它包含機(jī)器人本體，機(jī)器人本體通過WebService接口連接Android人機(jī)交互終端，Android人機(jī)交互終端包含語音交互、觸控交互、安全管理模塊、機(jī)器人示教盒模塊、機(jī)器人任務(wù)級規(guī)劃模塊、環(huán)境信息管理模塊、全局視頻監(jiān)控模塊、3D虛擬可視化平臺，語音交互與語音云相互連接，安全管理模塊與3D虛擬可視化平臺連接，機(jī)器人示教盒模塊、機(jī)器人任務(wù)級規(guī)劃模塊、環(huán)境信息管理模塊、全局視頻監(jiān)控模塊均與WebService接口連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述的機(jī)器人本體包含與WebService接口相互連接的機(jī)器人底盤移動服務(wù)、手臂關(guān)節(jié)控制服務(wù)、云臺控制服務(wù)、Kinect圖像獲取服務(wù)、位姿信息獲取服務(wù)、傳感數(shù)據(jù)獲取服務(wù)、圖像獲取服務(wù)、攝像頭PTZ服務(wù)。

本發(fā)明的系統(tǒng)云架構(gòu)包含應(yīng)用資源層、信息中心層、執(zhí)行與感知層，應(yīng)用資源層中，WebService接口連接智能移動終端和瀏覽器終端，將機(jī)器人等設(shè)備作為云服務(wù)供給用戶，云端社區(qū)、商業(yè)語音云及圖像云等云服務(wù)連接WebService接口，利用大云端資源為機(jī)器人服務(wù)；信息中心層中，計算節(jié)點(diǎn)管理連接資源管理與調(diào)度，資源管理與調(diào)度連接存儲資源管理，資源管理與調(diào)度分別連接WebService接口和網(wǎng)關(guān)；執(zhí)行與感知層中，機(jī)器人本體中的機(jī)器人上位機(jī)通過視覺傳感模塊、激光探測器、聲吶、二維碼讀取器采集數(shù)據(jù)，并傳送給機(jī)器人下位機(jī)，控制機(jī)器人的移動平臺、頸部云臺、左右臂做出相應(yīng)動作，機(jī)器人本體與網(wǎng)關(guān)相互連接，非機(jī)載傳感節(jié)點(diǎn)和全局視頻監(jiān)控分別通過傳感數(shù)據(jù)獲取服務(wù)和攝像頭PTZ服務(wù)連接網(wǎng)關(guān)。

系統(tǒng)云架構(gòu)用于接收系統(tǒng)中至少一個機(jī)器人發(fā)送的運(yùn)行信息，運(yùn)行信息包括該機(jī)器人的數(shù)據(jù)、狀態(tài)以及請求，并將運(yùn)行信息中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行處理后返回給相應(yīng)的機(jī)器人，以及，根據(jù)運(yùn)行信息中的請求發(fā)送控制指令至相應(yīng)的機(jī)器人；并接收云計算平臺對運(yùn)行信息的處理結(jié)果，以及，根據(jù)云計算平臺發(fā)送的控制指令運(yùn)行自身動作。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、云服務(wù)機(jī)器人并不單獨(dú)依賴某臺服務(wù)器，因此服務(wù)器軟硬件的更新、機(jī)器人本體升級并不會影響服務(wù)的提供；

2、云服務(wù)機(jī)器人上包含早教、娛樂、金融、出行、休閑等應(yīng)用模塊，所有應(yīng)用模塊可單獨(dú)部署，分階段部署，滿足用戶即時需求；