[實用新型]一種基于ROS的通用機器人控制系統

有效

• 申請號: 201820357850.0
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN208196806U
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 萬鋒
• 申請（專利權）人: 珠海金蘿卜智動科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種基于ROS的通用機器人控制系統，包括信息感知模塊、中控模塊、輸出控制模塊和通信管理模塊；信息感知模塊用于實時感知機器人內部和外部的狀態信息；中控模塊用于提取機器人狀態信息中的特征信息，根據特征信息分析機器人所處狀態對應的運動模型信息；輸出控制模塊用于將運動模型信息分解成機器人控制指令信息，并將控制指令信息傳輸到機器人各個部件的控制器；通信管理模塊，用于信息感知模塊、中控模塊和輸出控制模塊間的通信，以及控制系統和外部上位機間的通信。通過該系統能夠對通用機器人進行有效控制，具有通用性能好、可精確掌控機器人狀態、容錯性能良好和機器人各個模塊信息有效整合等優點。

技術領域

本實用新型屬于機器人控制技術領域，具體涉及一種基于ROS的通用機器人控制系統。

背景技術

隨著人工智能技術的快速發展，智能機器人技術也不斷成熟完善，并且應用在工業、商業、醫療、教育、金融等多個應用領域。智能機器人控制系統的搭建主要分兩種，一種是開源機器人操作系統ROS(Robot Operating System)，是一個機器人軟件平臺，能夠為異質計算機集群提供類似操作系統的功能，也可以為機器人開發者提供一個標準化的、開源的編程框架，但ROS的實時線程操作性不佳；另一種是開源機器人操作系統OROCOS(OpenRobot Control Software)，它具有良好的實時線程操作性，但它的開放性和通用性不如ROS。

目前，市面上大多數機器人操作系統在實際使用時存在以下問題：

1、現有機器人控制系統的通用性差、操控性能單一，每個機器人操作系統都有自己的特定基因，能控制的對象非常單一，只能對具有和特定基因對應的特定結構的機器人進行控制。

2、智能機器人的管理模塊繁多，機器人代碼的復用性需求越來越多，各種信息無法在一個系統里面進行整合，現有機器人管理系統無法適應相應的需求，

3、對機器人狀態的掌控性差，無法實時掌控機器人所處的環境狀態，各種突發事件會影響機器人的判斷，導致機器人無法精確控制。

4、現有機器人控制系統的容錯能力差，智能機器人在運行中需要充分考慮分發層與實施層間的層級關系、時間尺度和順序相關性。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型要解決的技術問題是，如何設計一種能夠有效控制智能機器人的通用控制系統，具有通用性能好、可精確掌控機器人狀態、容錯性能良好和將機器人各個模塊信息有效整合等優點。

為解決上述技術問題，本實用新型采用了如下的技術方案：

一種基于ROS的通用機器人控制系統，包括信息感知模塊、中控模塊、輸出控制模塊和通信管理模塊；

所述信息感知模塊，用于實時感知機器人內部和外部的狀態信息，并將感知的機器人狀態信息發送到中控模塊；

所述中控模塊，用于提取機器人狀態信息中的特征信息，根據特征信息分析機器人所處狀態對應的運動模型信息，并將運動模型信息發送到輸出控制模塊；

所述輸出控制模塊，用于將運動模型信息分解成機器人控制指令信息，并將控制指令信息傳輸到機器人各個部件的控制器；

所述通信管理模塊，用于信息感知模塊、中控模塊和輸出控制模塊間的通信，以及控制系統和外部上位機間的通信。

進一步地，所述信息感知模塊包括內部信息感知模塊和外部信息感知模塊，外部信息感知模塊包括圖像拍攝裝置、聲音傳感器和觸覺傳感器，內部信息感知模塊包括用于檢測機器人關節運動的角度傳感器和力矩傳感器，以及用于檢測機器人內部溫度的溫度傳感器。