CN102431023B - 开放式机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开放式机器人系统，其包括与至少一个扩展设备进行数据的交互的一接口单元、具有多个功能插件的一功能插件库、用于调用所述功能插件库中的功能插件的一处理单元以及一控制单元；其中所述控制单元用于供用户向所述功能插件库中加入功能插件，并且所述控制单元还用于供用户控制所述处理单元来调用所述功能插件；所述功能插件基于所述接口单元接收的数据控制所述扩展设备的运行状态。本发明的开放式机器人系统中通过加入接口单元，从而形成一个统一的机器人平台以及标准。因而便于机器人的进一步开发以及机器人系统的移植，减少了再次开发等产生的浪费。

Description

开放式机器人系统

技术领域

本发明涉及一种开放式机器人系统，特别是涉及一种具有功能插件库的开放式机器人系统。

背景技术

机器人技术是综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。

与手机、电脑等消费类电子产品不同，目前现有的机器人难以形成一套统一的规范和平台。而且在目前已有的机器人控制系统中，机器人的体系结构都存在通用性上的不足，并且这一问题已经影响到了机器人技术研究发展。

首先，由于现有机器人控制系统往往基于某种或某系列机器人硬件平台研制，而且各个不同的机器人硬件平台之间缺乏统一的平台，因而在对大多数机器人控制系统进行改进时，需要对整个机器人系统进行修改，从而加大了进一步研发的难度。其次，由于不同种类或系列的机器人硬件平台之间缺乏统一的规范，因而现有机器人控制系统的智能模块和程序无法在不同的机器人上通用，使得一些智能算法在不同机器人上应用时必须修改和重复编程，造成了研究精力的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的机器人平台缺乏统一的规范和平台的缺陷，提供一种开放式机器人系统，通过采用一接口单元来统一机器人平台以及规范，因而便于机器人的改进以及使得各个机器人的智能模块和程序能够通用，减少了再开发的浪费。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种开放式机器人系统，其特点是所述开放式机器人系统包括与至少一个扩展设备进行数据的交互的一接口单元、具有多个功能插件的一功能插件库、用于调用所述功能插件库中的功能插件的一处理单元以及一控制单元；

其中所述控制单元用于供用户向所述功能插件库中加入功能插件，并且所述控制单元还用于供用户控制所述处理单元来调用所述功能插件；所述功能插件基于所述接口单元接收的数据控制所述扩展设备的运行状态。

本发明通过接口单元来统一的机器人平台以及标准，从而便于机器人系统的移植，此外还通过功能插件库来减少再开发的成本。

较佳地，所述接口单元接收的数据为用户输入数据和检测数据；其中所述功能插件根据所述用户输入数据和检测数据控制所述扩展设备输出信号，或者控制所述扩展设备的机械运动。

较佳地，所述用户输入数据至少为视频数据、音频数据、键盘输入数据、触摸反馈数据和红外反馈信号中的一种。

较佳地，所述检测数据至少为温度反馈数据、压力反馈数据和光强反馈数据中的一种。

较佳地，所述输出信号至少为光信号、音频信号以及视频信号中的一种。

较佳地，所述控制单元包括一通讯单元和一插件库操作单元；其中所述通讯单元用于用户与外部设备之间的通讯，以供用户控制所述处理单元调用所述功能插件以及与外部设备之间的数据交互，所述插件库操作单元用于供用户向所述功能插件库中加入功能插件。

较佳地，所述通讯单元包括用于接收用户控制信号一输入模块和传输所述用户控制信号至所述处理单元的一传输模块；其中用户通过在所述输入模块输入的用户控制信号来控制所述处理单元对所述功能插件的调用。

较佳地，所述输入模块还用于供用户输入通讯数据，所述传输模块还用于用户与外部设备之间的通讯数据的交互。

较佳地，所述开放式机器人系统还包括一无线传输单元以及一远程处理服务器，其中所述无线传输单元将所述功能插件从所述接口单元接收的数据传输至所述远程处理服务器，所述远程处理服务器响应所述接口单元接收的数据，生成应用数据并将所述应用数据发送至所述无线传输单元；所述功能插件基于所述无线传输单元接收的所述应用数据控制所述扩展设备的运行状态。

本发明通过所述远程服务器来简化机器人自身的计算的复杂度，从而可以简化机器人系统，降低生产成本。

较佳地，所述扩展装置包括下列单元中的一种或多种：感应单元、显示单元、发声单元、音频接收单元、视频接收单元以及运动单元；

其中所述感应单元、显示单元、发声单元、音频接收单元、视频接收单元和运动单元的数量均为一个或多个。

较佳地，所述感应单元为触摸感应器、红外感应器、压力传感器、温度传感器或光强感应器。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的开放式机器人系统中通过加入接口单元，从而形成一个统一的机器人平台以及标准。因而便于机器人的进一步开发以及机器人系统的移植，减少了再次开发等产生的浪费。

本发明还通过一功能插件库确定所述机器人可以实现的功能，而且用户仅需要对个别功能插件的修改或增减来调节所述机器人的功能，因而降低了机器人再开发的成本。

而且本发明还通过一远程处理服务器来帮助机器人中数据的运算以及不同数据的交互，从而降低了机器人系统的复杂度，以及机器人生产成本。

此外本发明还通过一通讯单元，实现对机器人的控制。因此提高了用户的使用体验。

附图说明

图1为本发明的开放式机器人系统的第一实施例的结构示意图。

图2为本发明的开放式机器人系统的第二实施例的结构示意图。

图3为本发明的开放式机器人系统的第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

第一实施例：

如图1所示，本实施例的开放式机器人系统包括一接口单元1、一存储器2、一处理器3、一控制器4、一触摸感应器5、一显示屏6、一扬声器7、一麦克风8、一摄像头9以及3个电机10。

其中所述存储器2中存储有一功能插件数据库，本实施例中所述功能插件数据库中包括日常对话插件、声音特效插件、电机运动控制插件以及动态显示插件等功能插件。

此外所述功能插件数据库还可以采用其他种类的存储形式或存储于其他部件中。例如存储于处理器中等。

本实施例所述日常对话插件用于根据接收的音频数据产生相应的日常对话的音频数据；所述声音特效插件根据接收的音频数据，对所述音频数据进行降频或放大等特效处理并生成特效音频数据；所述电机运动控制插件根据接收的用户输入数据、音频数据或视频数据生成控制电机运动的控制数据；所述动态显示插件也根据接收的用户输入数据、音频数据或视频数据生成动态显示视频数据。

本实施例中所述功能插件数据库中各个功能插件均通过所述接口单元1接收所述触摸感应器5的用户输入数据，接收所述麦克风8得到的音频数据以及接收所述摄像头9得到的视频数据，并且所述各个功能插件基于上述得到的用户输入数据、音频数据和视频数据，生成显示数据、音频数据、视频数据以及运动控制数据。例如日常对话的音频数据、特效音频数据、控制电机运动的控制数据以及动态显示视频数据，并通过所述接口单元1发送至所述显示屏6、扬声器7以及3个电机10，从而实现各个功能插件的对话、声音特效电机运动以及动态显示等功能。

而且本实施例的开放式机器人系统还可以具有其他的扩展设备，例如压力传感器、温度传感器、红外传感器、光敏传感器、光强感应器、键盘、投影仪等，并且根据用户的实际需要，无论本实施例中的触摸感应器5、显示屏6、扬声器7、麦克风8、摄像头9以及电机10的数量还是其他的扩展设备的数量都是任意的。

并且所述述功能插件数据库还可以包括具有接收上述扩展设备产生的数据或控制扩展设备的功能插件。

本实施例中用户可以通过所述控制器4控制所述处理器3从所述存储器2的功能插件数据库中调用功能插件，即用户决定本实施例中开放式机器人系统需要使用的功能插件，所述处理器3从所述存储器2读取相应的功能插件，并且所述处理器3运行所述读取的功能插件。

此外用户还可以通过所述控制器4向所述存储器2的功能插件数据库中添加功能插件，从而使得本实施例的所述开放式机器人系统可以实现更多的功能。

本实施例的工作原理如下：

首先用户通过控制器4控制处理器3，从所述存储器2的所述功能插件数据库调用日常对话插件、声音特效插件、电机运动控制插件以及动态显示插件。即使得所述日常对话插件、声音特效插件、电机运动控制插件以及动态显示插件开始运行。

然后，所述接口单元1从所述触摸感应器5、麦克风8和摄像头9获取用户输入数据、音频数据以及视频数据。

此后，所述日常对话插件、声音特效插件、电机运动控制插件以及动态显示插件从所述接口单元1得到所述用户输入数据、音频数据以及视频数据，并依据所述用户输入数据、音频数据以及视频数据发送显示数据、音频数据、视频数据以及运动控制数据至所述接口单元1。

最后，所述显示屏6根据所述显示数据以及视频数据显示图像，所述扬声器7依据所述音频数据发声，所述3个电机10根据所述运动控制数据分别进行相应地机械运动。

第二实施例：

如图2所示，本实施例的开放式机器人系统与第一实施例的区别在于：

本实施例的控制器4中包括一通讯单元41和一插件库操作单元42，其中所述通讯单元41用于用户与外部设备之间的通讯，以供用户控制所述处理器3调用所述功能插件数据库中各个功能插件以及与外部设备之间的数据交互，所述插件库操作单元42供用户向所述功能插件数据库中加入功能插件。

其中所述通讯单元41包括一输入模块411以及一传输模块412。本实施例中所述输入模块411用于接收用户控制信号，并通过所述传输模块412传输至所述处理器3，所述处理器3根据接收的用户控制信号调用存储器2的所述功能插件数据库的功能插件。

而且所述输入模块411还用于接收用户输入的通讯数据，所述传输模块412用于将所述通讯数据输送至外部设备。

此外所述传输模块412还接收外部设备的通讯数据，并发送至所述处理器3中，所述处理器3还根据所述外部设备的通讯数据调用存储器2中的各个功能插件。

本实施例的工作原理如下：

首先用户通过所述输入模块411输入用户控制信号或通讯数据，所述传输模块412将所述通讯数据发送至外部设备，并接收外部设备的通讯数据。

然后所述传输模块412发送所述用户控制信号以及外部设备的通讯数据至所述处理器3。

所述处理器3根据所述用户控制信号以及外部设备的通讯数据，从所述存储器2的所述功能插件数据库调用日常对话插件、声音特效插件、电机运动控制插件以及动态显示插件。

此后，所述接口单元1从所述触摸感应器5、麦克风8和摄像头9获取用户输入数据、音频数据以及视频数据。

然后，所述日常对话插件、声音特效插件、电机运动控制插件以及动态显示插件从所述接口单元1得到所述用户输入数据、音频数据以及视频数据，并依据所述用户输入数据、音频数据以及视频数据发送显示数据、音频数据、视频数据以及运动控制数据至所述接口单元1。

最后，所述显示屏6根据所述显示数据以及视频数据显示图像，所述扬声器7依据所述音频数据发声，所述3个电机10根据所述运动控制数据分别进行相应地机械运动。

本实施例通过一通讯单元41在通讯的同时，实现对机器人的控制。因此提高了用户的使用体验。

第三实施例：

如图3所示，本实施例的开放式机器人系统与第一实施例的区别在于：

本实施例中还包括一无线传输单元11以及一远程处理服务器12。

其中所述无线传输单元11与远程处理服务器12之间通过无线的方式进行数据交互。

本实施例中所述无线传输单元11将所述处理器3调用的所述功能插件从所述接口单元1接收所述触摸感应器5、麦克风8和摄像头9生成的数据并传输至所述远程处理服务器12，所述远程处理服务器12响应所述接口单元1接收的数据，生成应用数据；所述无线传输单元11接收所述应用数据；所述功能插件基于所述无线传输单元11接收的所述应用数据控制所述显示屏6、扬声器7以及3个电机10的运行状态。

本实施例的工作原理如下：

首先用户通过控制器4控制处理器3，从所述存储器2的所述功能插件数据库调用日常对话插件、声音特效插件、电机运动控制插件以及动态显示插件。

然后，所述接口单元1从所述触摸感应器5、麦克风8和摄像头9获取用户输入数据、音频数据以及视频数据并传送至各个功能插件。

此后，所述日常对话插件、声音特效插件、电机运动控制插件以及动态显示插件将所述用户输入数据、音频数据以及视频数据通过所述无线传输单元11发送至所述远程处理服务器12。

所述远程处理服务器12处理所述用户输入数据、音频数据以及视频数据并生成应用数据，例如，显示数据、音频数据、视频数据以及运动控制数据等。

然后所述无线传输单元11接收所述远程处理服务器12生成的应用数据。

最后，所述功能插件通过所述无线传输单元11接收所述应用数据，并基于所述应用数据通过接口单元1控制所述显示屏6的显示、扬声器7的音频输出以及3个电机10的机械运动。

本实施例通过一远程处理服务器12来帮助机器人中数据的运算以及不同数据的交互，从而降低了机器人系统的复杂度，以及机器人的成本。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种开放式机器人系统，其特征在于，所述开放式机器人系统包括：

与至少一个扩展设备进行数据的交互的一接口单元、具有多个功能插件的一功能插件数据库、用于调用所述功能插件数据库中的功能插件的一处理单元以及一控制单元； 

其中所述控制单元用于供用户向所述功能插件数据库中加入功能插件，并且所述控制单元还用于供用户控制所述处理单元来调用所述功能插件；所述功能插件基于所述接口单元接收的数据控制所述扩展设备的运行状态；

所述功能插件数据库中各个功能插件均通过所述接口单元接收触摸感应器的用户输入数据，接收麦克风得到的音频数据以及接收摄像头得到的视频数据；

所述功能插件数据库中包括声音特效插件、动态显示插件；所述声音特效插件根据接收的音频数据，对所述音频数据进行降频或放大特效处理并生成特效音频数据；所述动态显示插件根据接收的用户输入数据、音频数据或视频数据生成动态显示视频数据；

对个别功能插件的修改或增减来调节所述机器人的功能。

2.如权利要求1所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述接口单元接收的数据为用户输入数据和检测数据；其中所述功能插件根据所述用户输入数据和检测数据控制所述扩展设备输出信号，或者控制所述扩展设备的机械运动。

3.如权利要求2所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述用户输入数据至少为视频数据、音频数据、键盘输入数据、触摸反馈数据和红外反馈信号中的一种。

4.如权利要求2所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述检测数据至少为温度反馈数据、压力反馈数据和光强反馈数据中的一种。

5.如权利要求2所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述输出信号至少为光信号、音频信号以及视频信号中的一种。

6.如权利要求2所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述控制单元包括一通讯单元和一插件库操作单元；其中所述通讯单元用于用户与外部设备之间的通讯，以供用户控制所述处理单元调用所述功能插件以及与外部设备之间的数据交互，所述插件库操作单元用于供用户向所述功能插件数据库中加入功能插件。

7.如权利要求6所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述通讯单元包括用于接收用户控制信号一输入模块和传输所述用户控制信号至所述处理单元的一传输模块；其中用户通过在所述输入模块输入的用户控制信号来控制所述处理单元对所述功能插件的调用。

8.如权利要求7所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述输入模块还用于供用户输入通讯数据，所述传输模块还用于用户与外部设备之间的通讯数据的交互。

9.如权利要求1或6所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述开放式机器人系统还包括一无线传输单元以及一远程处理服务器，其中所述无线传输单元将所述功能插件从所述接口单元接收的数据传输至所述远程处理服务器，所述远程处理服务器响应所述接口单元接收的数据，生成应用数据并将所述应用数据发送至所述无线传输单元；所述功能插件基于所述无线传输单元接收的所述应用数据控制所述扩展设备的运行状态。

10.如权利要求9所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述扩展装置包括下列单元中的一种或多种：

感应单元、显示单元、发声单元、音频接收单元、视频接收单元以及运动单元；

其中所述感应单元、显示单元、发声单元、音频接收单元、视频接收单元和运动单元的数量均为一个或多个。

11.如权利要求10所述的开放式机器人系统，其特征在于，所述感应单元为触摸感应器、红外感应器、压力传感器、温度传感器或光强感应器。