[發明專利]一種基于ROS話題通信的機器人無線控制系統及方法

在審

• 申請號: 202010024558.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111185905A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 黃林青;魏武;高勇;孫金權
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;G08C17/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳宏升

本發明涉及一種基于ROS話題通信的機器人無線控制系統，包括：機器人和ROS上位機客戶端；所述機器人上設置有機械關節、機械關節控制器和供電模塊；所述機械關節，用于實現機器人不同步態行走、運動；所述機械關節控制器，用于控制機械關節轉動；所述ROS上位機客戶端，安裝有機器人操作系統，用于和所述機械關節控制器進行ROS話題通信特點的無線通信；所述供電模塊，用于給所述機械關節、機械關節控制器供電。本發明通過WIFI與ROS上位機客戶端進行通信，ROS上位機客戶端可以控制機器人關節轉動的角度、速度，進而控制整體的運動，WIFI通信成本低、穩定性高。

技術領域

本發明涉及機器人機械關節控制技術領域，特別是涉及一種基于ROS話題通信的機器人無線控制系統及方法。

背景技術

無論是工業生產、海洋探測工程領域，還是在軍事領域、航天航空等領域，移動機器人的身影隨處可見，它有極大的發展空間。而對于機器人的控制則有多樣的控制方式。連線控制的機器人運動范圍存在限制，因此一般不予考慮；而在無線控制方式中，存在著藍牙、WIFI局域網等無線通訊的技術。藍牙傳輸也由于范圍較窄，如果機器人運動范圍較大，容易出現斷開通訊連接的現象；因此，行業內急需研發一種基于局域網的機器人無線控制系統

發明內容

針對現有技術存在的機器人運動范圍存在限制的問題，本發明提供一種基于ROS話題通信的機器人無線控制系統及方法。

本申請的具體方案如下：

一種基于ROS話題通信的機器人無線控制系統，包括：機器人和ROS上位機客戶端；所述機器人上設置有機械關節、機械關節控制器和供電模塊；所述機械關節，用于實現機器人不同步態行走、運動；所述機械關節控制器，用于控制機械關節轉動；所述ROS上位機客戶端，安裝有機器人操作系統，用于和所述機械關節控制器進行ROS話題通信特點的無線通信；所述供電模塊，用于給所述機械關節、機械關節控制器供電。

優選地，所述機械關節控制器為Arduino控制器，所述Arduino控制器輸出控制信號至舵機驅動器驅動舵機轉動，實現對機械關節的控制。樹莓派、Arduino控制器、舵機驅動器和舵機組成機械關節控制系統。

優選地，機器人上還設置有樹莓派，所述ROS上位機客戶端通過樹莓派和所述機械關節控制器進行WIFI無線通信。

優選地，所述樹莓派為Ubuntu 14.04系統并且裝有機器人操作系統平臺(ROS)的迷你電腦。

優選地，所述樹莓派包含無線網卡模塊，所述無線網卡模塊與所述ROS上位機客戶端連入同一個局域網中。

一種基于ROS話題通信的機器人無線控制方法，包括：

S1，ROS上位機客戶端通過無線通信的方式向樹莓派以ROS話題的形式發送控制信號；其中，所述樹莓派與ROS上位機客戶端處于同一個局域網中；

S2，樹莓派將所述控制信號發送至所述機械關節控制器；

S3，所述機械關節控制器根據所述控制信號控制機械關節做出相應幅度的動作，實現不同步態的行走。

優選地，步驟3包括：

S31、對機械關節每個關節舵機的端口進行初始化；

S32、初始化所述機械關節控制器的串口，并循環檢測串口能否接收USB直連串口傳輸的信號；

S33、若所述機械關節控制器的串口端接收到ROS上位機客戶端發送的話題信息，通過了相應的串口協議校驗，轉化為相應的字符信息，則根據不同的字符信息控制機械關節做出相應的姿態變化。

優選地，所述相應姿態變化包括：單個關節的運動、多個關節的復合運動、舵機減速、舵機加速運動中的任何一種。