[發明專利]一種基于ROS的機器人在線仿真實訓平臺的構建方法

在審

• 申請號: 202310385957.1
• 申請日: 2023-04-04
• 公開（公告）號: CN116483357A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 鄧超;伍明瑞;魏居業;朱曉明;張君蘭;周英;黃程韋
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G06F8/38
• 分類號: G06F8/38;G06F8/20
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 何曉春

本申請涉及一種基于ROS的機器人在線仿真實訓平臺的構建方法、系統、計算機設備和存儲介質。所述方法包括：在服務層，構建機器人在線仿真實訓平臺的服務模塊；服務模塊包括Web應用服務、實訓文檔服務、Unity?ROS服務、Unity?Web服務以及Web?ROS服務；在內容層，根據機器人實訓課程設計，添加對應的機器人功能內容、Unity仿真內容以及課程實訓文檔內容；在應用層，構建Web前端應用程序，以生成機器人在線仿真實訓平臺的平臺頁面以及交互頁面。實現了通過Web瀏覽器的一站式的仿真實訓，以及多機器人的仿真實訓。

技術領域

本申請涉及機器人技術領域，特別是涉及一種基于ROS的機器人在線仿真實訓平臺的構建方法、系統、計算機設備和存儲介質。

背景技術

隨著人工智能的發展，機器人得以快速的發展。隨著機器人的廣泛應用，機器人的學習與開發也逐漸受到重視。仿真實訓在機器人學習和開發項目過程中可以有效的幫助提高機器人的開發和測試效率，在實機測試和部署之前盡可能多的發現錯誤，在系統出現問題之后更方便的復現和解決問題。許多科研人員以及學生通過機器人仿真實訓平臺來進行機器人的仿真實訓。

現有的針對機器人的仿真實訓平臺，大多根據機器人硬件所配套的仿真軟件、機器人硬件所對應的代碼和機器人操作手冊來進行機器人的仿真。但是采用這種仿真方式，通用性差，擴展性差，無法滿足多機器人、一站式仿真實訓的需求。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種基于ROS的機器人在線仿真實訓平臺的構建方法、系統、計算機設備、和存儲介質。

第一方面，本申請提供了一種機器人在線仿真實訓平臺的構建方法。所述方法包括：

在服務層，構建所述機器人在線仿真實訓平臺的服務模塊；所述服務模塊包括Web應用服務、實訓文檔服務、Unity-ROS服務、Unity-Web服務以及Web-ROS服務；

在內容層，根據機器人實訓課程設計，添加對應的機器人功能內容、Unity仿真內容以及課程實訓文檔內容；

在應用層，構建Web前端應用程序，以生成所述機器人在線仿真實訓平臺的平臺頁面以及交互頁面。

在其中一個實施例中，所述Web應用服務，用于搭建Web后臺服務器，建立Web瀏覽器對所述機器人在線仿真實訓平臺的訪問服務；

所述實訓文檔服務，用于通過Jupyter?Notebook服務方式，建立所述機器人在線仿真實訓平臺的實訓文檔后臺服務；

所述Unity-ROS服務，用于基于WebSocket的通訊模塊，設置ROS服務節點，通過TCP網絡連接，建立所述ROS服務節點與所述機器人的ROS節點連接，以及建立所述ROS服務節點與Unity的消息通信服務；

所述Unity-Web服務，用于基于WebRTC實時通訊服務，建立Unity與所述Web瀏覽器連接，以及建立Unity與所述Web瀏覽器的流媒體通信服務；

所述Web-ROS服務，用于根據VSCode在線服務，建立IDE與ROS系統的在線通信服務。

在其中一個實施例中，所述ROS服務節點通過發布訂閱ROS話題，與所述機器人的ROS節點連接。

在其中一個實施例中，所述ROS服務節點通過已序列化消息發布訂閱Unity服務腳本，建立與Unity服務腳本的消息通信。

在其中一個實施例中，所述建立Unity與所述Web瀏覽器之間的流媒體通信服務包括：Unity向所述Web瀏覽器實時廣播Unity的畫面渲染視頻流和音頻流；所述Web瀏覽器向Unity發送鍵鼠輸入設備的輸入信息；以及Unity根據接收到的所述輸入信息進行邏輯處理，實時更新所述畫面渲染視頻流和所述音頻流，并廣播給所述Web瀏覽器。