CN101293539A - 模块化便携式移动机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种模块化便携式移动机器人系统，包括控制单元模块、驱动单元模块、移动平台模块、翻转臂模块、能源模块、传感器模块、标准接口模块；所述能源模块内嵌于所述移动平台模块内，所述翻转臂模块与所述移动平台模块活动连接，所述控制单元模块通过所述驱动单元模块与所述移动平台模块相连，所述传感器模块通过标准接口模块与所述控制单元模块相连。本发明从机械、电子和软件三方面实现了模块化，使机器人功能扩展容易，控制简单，方便进行多机器人系统的协调和作业，做了防水设计，能够用在军用、公共安全、民用、教育研究等领域。

Description

模块化便携式移动机器人系统

技术领域

本发明涉及的是一种智能移动机器人平台，特别是一种模块化便携式移动机器人系统。

背景技术

移动机器人平台是一种能够自主或者半自主移动的机器人，其行走方式有轮式、履带式、两足式、四足式、多足式等。机器人经常会携带一些传感器和驱动装置，实现特定的功能，能够用于娱乐、家用、教学、军用、安防等领域。

目前的移动机器人系统具有各式各样的组成结构，比如轮式的足球比赛机器人，四足机器狗，两足人形机器人，履带式可以越障的室外机器人等。已经有研究者将模块化的概念引入机器人设计领域：2005年《高教装备》第11期第45页公开了“可扩展教学机器人系统设计”，介绍了一种可以扩展的机器人系统设计方法，引入组件化概念，将机器人组件进行分类，并通过一定的接口形式连接。目前成熟的产品有德国PowerCube公司的可重组的模块化机器人，提供一系列具有标准机械和电子接口的功能模块，由许多功能关节可以组成各种形状和功能的多自由度手臂、人形、蛇形机器人等。多自由度并联机器人也采用了模块化的设计思想。以上这些研究和应用仅限于机械臂结构，通用性差，尚不能适合移动式的机器人系统。

在移动机器人模块化设计方面，专利申请号为200710041709.6的“模块化及标准化组件构成的机器人”介绍了一种模块化及标准化组件构成的机器人，提出一种机器人模块化、标准化组件安装方法，将机器人部件中具有类似功能的部分融合为一体，成为一个标准组件，方便组件之间的组装。但此项研究仅限于机器人机械安装方面的标准化和模块化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种扩展方便、控制简单的模块化便携式移动机器人系统。

本发明的技术方案是：

一种模块化便携式移动机器人系统，包括控制单元模块、驱动单元模块、移动平台模块、翻转臂模块、能源模块、传感器模块、标准接口模块；所述能源模块内嵌于所述移动平台模块内，所述翻转臂模块与所述移动平台模块活动连接，所述控制单元模块通过所述驱动单元模块与所述移动平台模块相连，所述传感器模块通过标准接口模块与所述控制单元模块相连。

所述控制单元模块包括主控制器、操作控制单元和控制软件系统；主控制器采用嵌入式的计算机，集成了嵌入式的操作系统，通过编程使机器人实现传感器信息处理、模式识别、地图构建、自主导航等功能，主控制器通过标准的总线系统和标准协议与所述驱动单元模块、所述传感器模块通信；操作控制单元通过无线网络与所述主控制器通信，通过遥控方式来操纵机器人；控制软件系统采用模块化设计，集成常规的控制算法和通信协议。各个算法相互独立，互不影响，可以方便地扩展和修改。

所述主控制器包含主控CPU、运动控制CPU和通讯控制CPU；主控CPU用于整体决策、任务分配、传感器信息采集及处理、外围扩展器件的控制和管理、电源管理；运动控制CPU用于控制机器人的操作动作；通讯控制CPU用于主控制器各个CPU之间的通信协议及与主控制器与外围CPU节点和所述操作控制单元的通信。

所述驱动单元模块包括移动平台驱动模块和翻转臂驱动模块；所述移动平台驱动模块由直流伺服电机、电机编码器、电机驱动器、减速箱、传动机构组成，电机驱动器从所述控制单元模块接收指令驱动所述直流伺服电机，经由所述传动机构传动到所述移动平台模块，驱动机器人行走；采用差动式运动控制方式，即通过调整两边主动轮的速度来实现机器人的直行和转弯运动。当两边速度相同，方向相同时，机器人直线前进或者后退；当两边速度相同，方向相反时，机器人原地旋转；当两边速度不同，方向相同或相反时，机器人以一定半径转弯。所述翻转臂驱动模块包括翻转电机、电机编码器、电机驱动器、减速箱和传动机构，从所述控制单元模块发出的信号驱动所述翻转电机旋转，再带动所述翻转臂模块旋转。

在所述移动平台驱动模块中，所述电机驱动器采用PWM方式控制所述直流伺服电机。

所述移动平台模块包括底盘、上面板和行走机构，所述行走机构位于所述底盘的下面，所述底盘和所述上面板构成腔体，所述行走机构与所述底盘、所述底盘与所述上面板之间设有密封圈；所述移动平台模块的防水等级为IP67。

所述上面板上方设有标准接口模块。

所述移动平台模块中的行走机构为轮式机构或履带机构；所述轮式机构包括两个主动轮，所述履带机构包括一根履带、一个主动轮，一个从动轮，若干个辅助轮、一块支撑板，所述支撑板上设有所述能源模块。

所述翻转臂模块包括一个主动轮，一个从动轮，一根履带，一块支撑板。

所述能源模块为机器人提供能源，给控制模块、传感器模块、驱动模块等供电，包括电池、充电电路、电源管理电路、电源保护电路、电池安装支架，所述电池通过电池安装支架固定在所述移动平台模块上的左右履带机构的支撑板上，电池可以从电池安装支架上拿下来，方便替换或者离线充电。电池可以配装高性能的镍氢电池或者锂电池。根据对机器人运行时间的需求，可装1块到4块电池。每块电池都是独立的模块，可分别安装和独立充电。

机器人可以由电池供电，亦可由外接直流电源供电，电源管理电路可以实现外接直流电源和电池相互切换的功能。电源保护电路提供反接、过流、过载、震动等情况下对电池和机器人内部电路器件的保护。各种传感器模块属于选配件，根据实际需要选择安装。传感器可安装在控制单元模块上，也可以安装在机器人移动平台的上面板上。装在外面的传感器可用专用的支架与机器人移动平台的上面板连接。根据实际需要，支架的高度，安装位置可调整。

所述传感器模块的控制节点电路具有独立的CPU，与所述控制单元模块之间用以太网或者CAN总线连接，采用标准的通信协议相互通信；各种传感器的信息传递给所述控制单元模块，辅助控制单元模块决策机器人的行为。

所述的标准接口模块具有标准的网络接口，总线上的各个节点与控制单元之间用以太网或者CAN总线连接，采用标准的通信协议相互通信。各个节点都是独立控制，优先级可以设定和修改，任一节点可在任意时刻主动地向其他节点发送信息，某个节点的故障不会影响到其他节点的通信。

所述控制软件系统包括相互独立的运动控制模块、通信协议模块、传感器信息采集与处理模块、图像处理与模式识别模块、决策模块和扩展功能模块。

所述运动控制模块，用于实现机器人的运动开环和闭环控制，闭环控制包括速度闭环、位置闭环、电流闭环算法模块；

所述通信协议模块，包含标准的以太网和CAN总线通信协议，用于实现机器人各个CPU节点之间的相互通信；

所述传感器信息采集与处理模块，包含常用的各种传感器的采集与数据处理算法，将处理后的信息提供给决策模块；

所述图像处理与模式识别模块，集成了常用的图像处理和模式识别算法，用于将模式识别结果提供给所述决策模块；

所述决策模块，用于根据机器人的当前所处环境，判别各种传感器、图像采集与处理的信息，控制机器人的运动和作业，控制传感器模块，实现机器人的自主导航、响应操纵者命令、完成特定的操作；

所述的扩展功能模块，包含了特殊环境和任务下机器人的操作算法，用于用户根据需要扩充和修改。

本发明的有益效果：

1、提出了机器人整体系统模块化设计的思想，并将其应用在便携式移动机器人的设计当中。本发明中的模块化便携式移动机器人系统从机械、电子和软件三方面实现了模块化，使机器人功能扩展容易，控制简单，方便进行多机器人系统的协调和作业。

2、机器人系统在机械设计上进行了模块化，将具有独立功能的机械部分归纳成一个模块，模块之间采用标准的机械接口相互连接，独立功能模块可以由类似模块替代。例如：机器人可以安装不同尺寸和性能轮式机构或者履带机构，电池等，可以选择安装或者不安装翻转臂、机械臂等模块。模块化的结构设计方便了模块间的安装，可以根据不同用户的需求迅速地组装机器人平台，便于扩展性能，降低了机器人系统的设计、集成、安装、扩展、维修和更新换代的成本。

3、在电子设计方面，功能模块与主控制器以及模块相互之间通过以太网或CAN总线连接。每个模块节点都是独立控制，连接接口和总线通信协议具有相同的特征。标准电子模块接口的特征简化了机器人的控制设计，为实际使用中机器人的配件扩展提供了方便。这种设计也使进行多机器人系统的协调作业更加方便。

4、在软件设计方面的模块化使机器人的控制软件开发流程标准化，代码模块化，代码扩展方便，代码维护和升级简单。软件系统分为各个功能模块，每个功能模块对应特定的功能。软件平台的模块化设计集成了常规的控制算法和通信协议等，能使机器人在大多数的场合全自主运行。软件平台把各个功能独立化、模块化，使之可扩展和易扩展，使机器人能够适应更多的特殊环境和特定任务。

5、构建了一种模块化便携式移动机器人，重量轻(小于22kg)，携带方便，并能够在全地形、全天候运行。具有2m/s的移动速度，能够攀爬40°的楼梯，可以选装多种传感器配件和机械臂等，完成特定的作业。机器人能够用在军用、公共安全、民用、教育研究等领域。

附图说明

图1为本发明功能模块示意图。

图2为本发明机械模块结构示意图。

图3为本发明运动控制框图。

图4为本发明控制系统框图。

图5为本发明CAN接口通信示意图。

图6为本发明软件系统模块结构示意图。

具体实施方式

一种模块化便携式移动机器人系统，如图1所示。模块化便携式移动机器人平台10主要由控制单元模块60、驱动单元模块50、移动平台模块40、翻转臂模块30、能源模块20、传感器模块70、标准接口模块80、机械连接模块90组成。各个独立功能的部分采用螺丝、螺母或卡口等方式相互连接，组成整体的机器人系统。

参照图2，能源模块20包含电池21，电池支架22以及电源控制板等。电池21由电池支架22固定，用螺丝把电池支架安装在移动平台模块40两侧履带机构的支撑板上。电池21可以在机器人上在线充电，也可以拿下来离线充电。机器人最多可安装四块动力锂电池，左右各安装两块，机器人充满电后的的运行时间可达两个小时。

能源模块给控制模块、传感器模块、驱动模块等供电。电源控制板实现电源的转换、电源传输和电源无缝切换功能。首先，电池或者外接直流电源提供24V电压给电源控制板；电源控制板将24V电压转换成3.5V，5V，12V等常用电压，根据不同的电压需求给各个模块供电，比如控制器用3.5V和5V，传感器用5V，12V，电机用24V。电源控制板的另一个功能是采用继电器的方式实现电池与外接直流电源之间的无缝切换：没有接入外接电源时采用电池供电，当插入外接电源时，切断电池的供电回路，这样能够保护电池，延长了电池使用寿命。

参照图2，本实施例中机器人的移动平台模块40由底盘41、履带机构42和上面板43组成。底盘和上面板采用铝合金机加工而成。每个履带机构42包含一条履带421，一个主动轮422、一个从动轮423、12个辅助轮424、一个支撑板425。履带机构42用螺丝螺母固定在机器人的底盘41上，上面板43与底盘41相连接，共同构成移动平台框架。履带机构与底盘、底盘与上面板之间接合处采用密封圈做防水密封，驱动机构的电机输出轴与主动轮的接合处采用动密封，防水设计为IP67等级，机器人能在水下2米短时间运行，和全天候运行。

参照图2，在本实施例中机器人左右各一个翻转臂模块30。翻转臂模块30包括翻转履带31、主动轮32、辅助轮33、支撑板34等。从左右两侧的履带机构贯穿一根由翻转驱动及传动机构501的翻转电机驱动的轴，轴的中心线与履带机构主动轮的轮轴中心线重合，两端装有轴承，翻转臂模块30的两个主动轮32安装在轴承上。翻转臂的主动轮32与履带机构的主动轮422同心安装，相互之间为间隙配合，分别由各自电机带动。

参照图2，驱动单元模块50包含履带驱动及传动机构501，翻转臂驱动及传动机构502。履带驱动机构501包括直流伺服电机、电机编码器、电机驱动器。传动机构包括齿轮组、轴承等。电机驱动器从控制单元接收指令来驱动直流伺服电机，经由传动机构到达主动轮，再由主动轮带动整个履带运动，从而驱动机器人行走。电机驱动器用PWM方式控制电机的转速，根据控制单元模块60发出的信号控制直流伺服电机的转动方向。每个直流伺服电机带有一个500线的增量型编码器，采集位置信息，实现机器人运动的闭环控制。机器人的运动控制采用开环和闭环两种方式，闭环包含速度环、位置环和电流环。履带驱动机构采用了200W的Maxon直流电机，专用的大电流电机驱动芯片，保证了机器人能够承受20kg的最大负载，和2m/s的最大速度。翻转臂的驱动和传动机构502由翻转电机、电机编码器、电机驱动器、齿轮和传动机构组成。从控制单元模块发出的信号驱动翻转电机旋转，再带动翻转臂主动轮旋转，从而使整个翻转臂绕主动轮轴旋转。翻转臂在机器人爬楼梯、翻转等动作中起支撑作用，是使机器人适应全地形作业的重要部件。

运动控制过程如图3所示。机器人的运动采用差动方式，即通过左右两个轮子的速度之差使机器人前进、后退和转弯。负责运动控制的CPU发出控制信号到左电机驱动器和右电机驱动器。驱动器向电机发出速度控制信号PWM，旋转方向信号DIR，启动停止信号STA/STP。电机的旋转带动主动轮旋转。安装在电机输出轴上的旋转编码器将脉冲形式的编码器信号ENCODER反馈给驱动器，再传送给运动控制CPU。CPU经过运算得出主动轮的旋转角度、转速和位置信息，采用相关的闭环控制算法来控制机器人的运动速度和位移。需要翻转臂运动时，CPU发出信号到翻转电机驱动器，驱动器再发出速度控制信号PWM，旋转方向信号DIR，启动停止信号STA/STP到翻转电机，翻转电机带动翻转主动轮旋转。翻转电机的编码器将ENCODER信号反馈给电机驱动器，经CPU计算后进行闭环控制。

参照图2，传感器模块70为一摄像机。传感器与机器人本体间通过标准接口模块80连接。标准接口模块包含一个控制板和标准CAN协议电气接口。控制板具有单独的视觉CPU，给传感器提供专用的接口，从传感器采集图像(还可以对信息进行处理和加工)，再通过CAN总线将信息传送给机器人的控制单元模块60，机器人发出的控制信息从控制单元模块60通过CAN总线传送给视觉CPU。机器人上可安装云台摄像机、全景摄像机、立体视觉和激光测距仪等传感器，每个传感器都由单独的CPU来控制，如图5所示，机器人主控制器与传感器之间采用标准CAN协议通信，加装了这些传感器的机器人可以进行地图构建和视觉导航。

控制单元模块60包括机器人本体的主控制器、操作者控制单元OCU和控制软件系统组成。主控制器共用了三片ARM7系列芯片，一片CPU做主控，一片CPU专司运动控制，一片CPU专司通讯控制。主控CPU负责整体决策、任务分配、传感器信息采集及处理、外围扩展器件的控制和管理、电源管理等。运动控制芯片负责机器人平台的前后移动、翻转、旋转、爬楼梯等动作。通讯控制芯片负责各个CPU之间的通信。

参照图4，主控CPU从电源系统获得电源，并对电源系统进行电源管理。用户开关或者按钮给主控CPU发开关信号，以使控制单元响应用户的操作。主控CPU控制指示灯，给用户提示机器人目前的状态。主控CPU中集成了传感器的信息采集及处理、图像处理与模式识别、地图构建、决策和任务分配等程序模块，能够根据各种环境和任务目标控制机器人的动作。

运动控制CPU给左、右电机和翻转电机发控制信号，以PWM形式控制电机的旋转。各个电机的编码器将旋转角度脉冲信号反馈给运动控制CPU。主控CPU根据传感器构建出环境地图，发出运动控制命令给运动控制CPU，运动控制CPU给电机发控制信号，并从编码器获得反馈信号，经计算后将位置和速度等信息通过CAN总线传递给主控CPU，使之了解机器人当前所处的位置及状态，以便进行下一步的控制。

通讯CPU负责主控制器的各个CPU之间的通信协议及主控制器与外围CAN节点和OCU的通信任务。CPU之间的通信包括控制器中主控制器中三个芯片之间的CAN通信，主控制器与标准接口模块之间的CAN通信，遥控终端与主控制器之间的无线通讯。主控制器与外围CAN节点相互之间采用CAN协议，图5为控制单元的三片CPU与外围的传感器和其他标准CAN节点的通信示意图。传感器信号经CAN总线传给通信CPU，再由通信CPU通过CAN总线传给主控CPU。主控CPU发出的控制命令，通过CAN总线经由通信CPU传递给传感器。

操作者控制单元OCU由一台笔记本电脑、无线通信模块、遥控手柄和携带箱组成。主控制器端也有一个无线通信模块，OCU与通信CPU之间的无线通讯采用标准的TCP/IP协议。采用遥控模式时，操作者通过OCU中的遥控手柄或者键盘发送的控制命令，通过无线网络传送给主控制器，由主控制器来控制机器人的运动。机器人由视觉传感器看到的图像视频由主控制器通过无线网络传送给OCU，操作者可以看到机器人实时环境，从而能够精确操作机器人。

控制软件系统如图6所示，包含：运动控制模块、通信协议模块、传感器信息采集与处理模块、图像处理与模式识别模块、决策模块、扩展功能模块。各个模块相互独立，互不影响。

运动控制模块包含开环和闭环控制，闭环控制包括速度闭环、位置闭环、电流闭环算法，闭环控制算法采用PID控制算法，还可以扩展其他控制算法。通信模块为CAN总线通信协议，实现机器人控制单元CPU以及外围扩展器件CPU各个节点之间的相互通信。

通信模块包括控制信号、传感器信号和CAN节点数据信号的帧结构。控制信号是从控制单元发给传感器节点或者其他CAN节点的CPU的信号，可以是给定工作方式和参数、要求数据反馈、动作控制等。传感器信号是传感器CPU发给控制单元的信号，有红外、超声、激光、图像等传感器信号。CAN节点数据信号是从每个CAN节点发给控制单元的信号，包含节点的工作参数等信息。比如手臂节点能将自己的位姿信息发给控制单元，以便控制单元对其控制。

传感器信息采集与处理模块包含红外、超声、GPS、数字罗盘、编码器、云台摄像机、立体视觉、全景摄像机、激光测距仪等常规传感器的数据采集与数据处理算法。

图像处理与模式识别模块包含了常用的图像处理算法和模式识别算法，如图像滤波、边缘检测、背景分割、开闭运算等图像处理算法，以及神经网络、专家系统等模式识别算法。

决策模块是机器人的主程序模块，包含多种人工智能和机器人控制算法，比如行为控制、地图构建、避障、路径规划、自主导航等。决策模块将调用运动控制、通信、传感器、图像处理与模式识别等程序模块，获得操作者的指令和机器人所处的环境信息，经分析后对机器人的行为进行决策，并通过这些程序模块对机器人进行控制。比如当机器人执行一个寻找特定物体的任务时，决策模块调用传感器模块(激光、图像、红外等)采集来的信息，构建出机器人所处环境的地图，进行路径规划计算出可以行走的路径，调用运动控制模块驱动机器人沿着规划好的路径行走。行走过程中图像传感器采集到图像，图像处理与模式识别模块对图像进行处理和识别，一旦匹配到寻找的目标图像，决策模块将调用运动控制模块接近目标。

扩展功能模块是指根据机器人的特殊使用环境和特定任务所添加的算法和程序。

以上模块中的程序均可根据实际需要进行扩展和修改，比如运动控制模块中基本的算法是PID控制，可以添加自适应控制算法；机器人上扩展新的传感器时，可在传感器模块中添加对应的信息采集和处理算法；决策模块中可以添加多传感器信息融合算法，使扩展了多个不同类型传感器的机器人更能适应环境自主运行；用户可以根据特定的应用环境和任务需求，扩展一些程序模块。

软件平台的模块化设计集成了常规的机器人运动控制算法、模式识别和决策算法、常用传感器信息采集与处理算法、基本的图像处理和模式识别算法、标准的CAN及TCP/IP协议等，能使机器人在大多数的场合全自主运行和作业。软件平台把各个功能独立化、模块化，使之可扩展和易扩展，使机器人能够适应更多的特殊环境，完成特定任务。

Claims (14)

1、一种模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：它包括控制单元模块、驱动单元模块、移动平台模块、翻转臂模块、能源模块、传感器模块、标准接口模块；所述能源模块内嵌于所述移动平台模块内，所述翻转臂模块与所述移动平台模块活动连接，所述控制单元模块通过所述驱动单元模块与所述移动平台模块相连，所述传感器模块通过标准接口模块与所述控制单元模块相连。

2、根据权利要求1所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述控制单元模块包括主控制器、操作控制单元和控制软件系统；所述主控制器通过标准的总线系统和标准协议与所述驱动单元模块、所述传感器模块通信；所述操作控制单元通过无线网络与所述主控制器通信，通过遥控方式来操纵机器人；所述控制软件系统采用模块化设计，集成常规的控制算法和通信协议。

3、根据权利要求2所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述主控制器包含主控CPU、运动控制CPU和通讯控制CPU；主控CPU用于整体决策、任务分配、传感器信息采集及处理、外围扩展器件的控制和管理、电源管理；运动控制CPU用于控制机器人的操作动作；通讯控制CPU用于主控制器各个CPU之间的通信协议及与主控制器与外围CPU节点和所述操作控制单元的通信。

4、根据权利要求1所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述驱动单元模块包括移动平台驱动模块和翻转臂驱动模块；所述移动平台驱动模块由直流伺服电机、电机编码器、电机驱动器、减速箱、传动机构组成，电机驱动器从所述控制单元模块接收指令驱动所述直流伺服电机，经由所述传动机构传动到所述移动平台模块，驱动机器人行走；所述翻转臂驱动模块包括翻转电机、电机编码器、电机驱动器、减速箱和传动机构，从所述控制单元模块发出的信号驱动所述翻转电机旋转，再带动所述翻转臂模块旋转。

5、根据权利要求4所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：在所述移动平台驱动模块中，所述电机驱动器采用PWM方式控制所述直流伺服电机。

6、根据权利要求1所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述移动平台模块包括底盘、上面板和行走机构，所述行走机构位于所述底盘的下面，所述底盘和所述上面板构成腔体，所述行走机构与所述底盘、所述底盘与所述上面板之间设有密封圈；所述移动平台模块的防水等级为IP67。

7、根据权利要求6所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述上面板上方设有标准接口模块。

8、根据权利要求6所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述移动平台模块中的行走机构为轮式机构或履带机构；所述轮式机构包括两个主动轮，所述履带机构包括一根履带、一个主动轮，一个从动轮，若干个辅助轮、一块支撑板，所述支撑板上设有所述能源模块。

9、根据权利要求1所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述翻转臂模块包括一个主动轮，一个从动轮，一根履带，一块支撑板。

10、根据权利要求8所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述能源模块包括电池、充电电路、电源管理电路、电源保护电路、电池安装支架，所述电池通过电池安装支架固定在所述移动平台模块上的左右履带机构的支撑板上。

11、根据权利要求1所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述传感器模块的控制节点电路具有独立的CPU，与所述控制单元模块之间用以太网或者CAN总线连接，采用标准的通信协议相互通信；各种传感器的信息传递给所述控制单元模块，辅助控制单元模块决策机器人的行为。

12、根据权利要求7所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述标准接口模块具有标准的网络接口，总线上的各个节点与所述控制单元模块之间用以太网或者CAN总线连接，采用标准的通信协议相互通信。

13、根据权利要求2所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：所述控制软件系统包括相互独立的运动控制模块、通信协议模块、传感器信息采集与处理模块、图像处理与模式识别模块、决策模块和扩展功能模块。

14、根据权利要求13所述的模块化便携式移动机器人系统，其特征在于：在所述控制软件系统中，

所述运动控制模块，用于实现机器人的运动开环和闭环控制，闭环控制包括速度闭环、位置闭环、电流闭环算法模块；

所述通信协议模块，包含标准的以太网和CAN总线通信协议，用于实现机器人各个CPU节点之间的相互通信；

所述传感器信息采集与处理模块，包含常用的各种传感器的采集与数据处理算法，将处理后的信息提供给决策模块；

所述图像处理与模式识别模块，集成了常用的图像处理和模式识别算法，用于将模式识别结果提供给所述决策模块；

所述决策模块，用于根据机器人的当前所处环境，判别各种传感器、图像采集与处理的信息，控制机器人的运动和作业，控制传感器模块，实现机器人的自主导航、响应操纵者命令、完成特定的操作；

所述的扩展功能模块，包含了特殊环境和任务下机器人的操作算法，用于用户根据需要扩充和修改。

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