CN108406781B - 一种远程机器人控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体公开了一种远程机器人控制系统及控制方法，其中公开的远程机器人控制系统，包括机器人端和远程控制端，所述机器人端与所述远程控制端建立通信连接，所述机器人端和所述远程控制端之间的信号采用统一接口协议；所述机器人端设有控制装置，所述控制装置由所述远程控制端发送的控制命令触发相应的控制功能。该远程机器人控制系统通过在机器人端安装控制装置，达到了在机器人端无需安装专用的远程控制装置，对机器人的控制更加灵活。同时，机器人端与远程控制端采用统一的接口协议，实现了多个远程控制端同时控制单一机器人，也可以实现单个远程控制端控制多台机器人，进一步增加远程控制的灵活性。

Description

一种远程机器人控制系统及控制方法
技术领域
本申请涉及机器人技术领域，具体涉及一种远程机器人控制系统及控制方法。
背景技术
现有技术中，对机器人的远程控制通常是需要在远程控制端(远端)安装专门的操控软件从而实现对机器人的远程控制。这种操控方式会增加用户的使用负担，一旦专用的远程控制端丢失，用户需要去厂家购买与机器人型号匹配的专用远程控制端，十分不便。并且机器人与远程控制端是一对一的控制方式，对一个机器人不能灵活的临时增加远程控制用户，也不能实现多个远程用户控制同一个机器人。
因此，现在迫切需要研究出一种新型的远程机器人控制系统以及相应的控制方法。通过这种新型的控制系统和方法实现由多个远程控制端用户控制单一机器人或者单个远程控制端用户控制多台机器人的功能。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种一种远程机器人控制系统及控制方法。本发明提供的远程机器人控制系统及控制方法，可以解决目前需要在远程控制端预先安装相应的操控软件才能对机器人进行远程控制的技术问题，达到了同时实现多个远程控制端用户控制单一机器人或者单个远程控制端用户控制多台机器人的技术效果。
为实现上述目的，本申请一方面，提供了一种远程机器人控制系统，其中，包括机器人端和远程控制端，所述机器人端与所述远程控制端建立通信连接，所述机器人端和所述远程控制端之间的信号采用统一接口协议；所述机器人端设有控制装置，所述控制装置由所述远程控制端发送的控制命令触发相应的控制功能。
进一步的，所述机器人端安装有机器人端接口，所述远程控制端安装有远端接口；所述远端接口利用统一接口协议与所述机器人端接口建立通信连接。
进一步的，所述控制装置包括功能模块和功能调度模块；所述功能模块和所述功能调度模块之间采用分布式架构连接。
进一步的，所述远程控制端设有与所述功能调度模块相对应的功能触发模块。
进一步的，需要相互配合工作的所述功能模块之间建立连接。
进一步的，所述远程机器人控制系统还包括访问所述远程控制端的远程控制端媒介。
本申请的另一方面，提供了一种远程机器人控制方法，其中，包括：
在同一网段下，机器人端与远程控制端建立通信连接；
所述机器人端接收所述远程控制端的功能触发模块生成并发送的触发请求；
所述机器人端功能调度模块调用与触发请求相应的功能模块，所述功能模块执行相应功能。
进一步的，所述机器人端与远程控制端建立通信连接，包括：
机器人端接收所述远程控制端发出的连接请求；
所述机器人端根据所述连接请求判断远程控制端的接口协议是否与机器人端接口协议匹配：
是，则接受所述连接请求，并发出连接成功提示；
否，则不接受所述连接请求，并发出连接错误提示。
进一步的，所述机器人端功能调度模块调用与触发请求相应的功能模块，所述功能模块执行相应功能，包括：
机器人端功能调度模块根据所述触发请求中的任务类型调用相应的功能模块；
功能调度模块将所述触发请求中的任务内容下发至被调用的功能模块，被调用的功能模块执行相应功能。
进一步的，所述的远程机器人控制方法还包括：
利用远程控制端媒介访问所述远程控制端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请提供的远程机器人控制系统通过将机器人的控制装置(控制软件)安装在机器人端，对机器人端的控制无需专用的远程控制装置，使得对机器人的控制更加灵活。同时，机器人端与远程控制端采用统一的接口协议，实现多个远程控制端同时控制单一机器人，并且该机器人的相关信息可以同时反馈到多个远程控制端，也可以实现单个远程控制端控制多台机器人，进一步增加远程控制的灵活性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例提供的远程机器人控制系统的架构示意图；
图2为本申请实施例提供的远程机器人控制系统，多个远程控制端用户控制单一机器人的连接方式示意图；
图3为本申请实施例提供的远程机器人控制系统，单个远程控制端用户控制多台机器人的连接方式示意图；
图4为本申请提供的远程机器人控制系统及控制方法的一种具体实施方式示意图；
图5为本申请提供的远程机器人控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，本申请实施例提供一种远程机器人控制系统，包括机器人端、远程控制端(远端)和远程控制端媒介。机器人端安装有用于控制所述机器人端的控制装置(控制软件)。
控制装置由多个功能模块和功能调度模块构成。多个功能模块采用分布式架构与功能调度模块连接，即多个功能模块分别与功能调度模块连接。需要相互配合工作的功能模块之间也建立连接。控制软件的各个模块采用单独的节点进行设计，模块间通过一定的消息格式进行通信，各个模块之间的耦合度低，易于独立开发、管理和扩展。机器人在执行任务时，可以多个模块同时或者依次配合执行。具体地，机器人端101中布置有一些功能模块103其中1#，2#，3#，4#，6#是具体的功能模块，5#为机器人端的功能调度模块。
远程控制端102的包括多个功能触发模块A、B、C、D、E、F、G，这些功能触发模块根据ROSBRIDGE的封装协议或者WEBSOCKET通信协议进行编写，为JSON格式。这些功能触发模块与布置在机器人端的功能模块相对应。操作功能触发模块可以生产相应的触发请求，触发请求由远端的接口节点发送至机器人端，触发机器人端相应的功能模块，实现在远程控制端操作和访问机器人端的控制装置。
机器人端接口节点104和远程控制端接口节点106，主要实现了在远程控制端控制机器人进行各个功能的操作，并提供了对机器人进行控制的统一接口协议，从而实现在网页客户端对机器人进行高效有序的控制。远端连接机器人端的步骤如下：
(1)远端接口节点发出连接请求；
(2)在远端与机器人端处于同一网段的前提下，机器人端的接口节点接收到连接请求后，根据连接请求判断发出请求的远端的接口协议与本地接口协议是否匹配：
若匹配，则连接成功，并发出连接成功提示；
若不匹配，则连接失败，并发出连接失败提示。
远端与机器人端的具体连接方式请参考图2，由于机器人端与远程控制端的接口协议统一，所以多个远程控制端可以同时控制单一机器人，并且该机器人的相关信息可以同时反馈到多个远程控制端，也可以单个远程控制端控制多台机器人。远程控制端与机器人端的连接关系如图2所示，多个远程控制端用户a2远端1#、a3远端2#和a4远端n#均可以登录a1机器人的IP地址，同时控制a1机器人。单个远程控制端用户b1远端，可以通过打开多个网页，登录不同的机器人IP地址的方式同时控制多台机器人b2机器人1，b3机器人2，b4机器人n。此时需要多台机器人和远程控制端用户处于同一个网段。
远程控制端与机器人端建立连接后，远程控制端与机器人端的信息通讯通过ROS的TOPIC和MESSAGE来实现。远程控制端的触发请求发布相应的TOPIC的MESSAGE。其中，TOPIC确定了调用的功能模块名称，MESSAGE确定了调用的功能模块需要完成的任务。如触发请求包含了调用运动功能模块，行走到一个指定的位置，机器人端的功能调度模块就会调用运动功能模块，运动功能模块完成行走的动作，并运动到指定的地点。
本申请提供的远程机器人控制系统的控制方法请参考图3和图4，方法如下：
S1、机器人端与远程控制端建立通信连接；
S2、机器人端接收远程控制端的功能触发模块生成并发送的触发请求；
S3、机器人端调动与触发请求对应的功能模块执行该触发请求。
其中，步骤S1具体包括：
(1)保证远程控制端访问媒介与机器人端处于同一网段，远程控制端访问媒介可以是手机、平板、电脑，可经由有线或者无线的方式连接到同一个路由器；
(2)利用远程控制端媒介访问远程控制端；
(3)连接远程控制端和机器人端，请参考图4，当需要从远程控制端控制机器人端的时候，在远程控制端的网页中输入机器人的网络地址402，然后判断是否连接到ROSBRIDGE服务，当连接失败时候，会显示连接错误。
请参考图4，步骤S4具体包括：
当连接成功以后，在远程控制端选择相应的控制功能按钮405，生成相应的触发请求。远程控制端将触发请求发送至机器人端。
请参考图3和图4，步骤S3具体包括：
机器人端接收到触发请求后，通过功能调度模块306调度机器人端相应的功能模块406，触发封装在功能模块内的功能函数，功能函数触发后实现具体的功能。其中，功能模块包括手动控制模块407，导航模块408，建图模块409，视觉跟随模块410，还有其他功能模块411,412,413,414等，这些功能模块控制机器人端执行接收到的触发请求。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种远程机器人控制系统，其特征在于，包括机器人端和远程控制端，所述机器人端接收所述远程控制端发出的连接请求；所述机器人端根据所述连接请求判断远程控制端的接口协议是否与机器人端接口协议匹配：是，则接受所述连接请求，并发出连接成功提示；否，则不接受所述连接请求，并发出连接错误提示，所述机器人端和所述远程控制端之间的信号采用统一接口协议；所述机器人端设有控制装置，所述控制装置由所述远程控制端发送的控制命令触发相应的控制功能；
所述控制装置包括功能模块和功能调度模块；所述功能模块和所述功能调度模块之间采用分布式架构连接。
2.根据权利要求1所述的远程机器人控制系统，其特征在于，所述机器人端安装有机器人端接口，所述远程控制端安装有远端接口；所述远端接口利用统一接口协议与所述机器人端接口建立通信连接。
3.根据权利要求1所述的远程机器人控制系统，其特征在于，所述远程控制端设有与所述功能调度模块相对应的功能触发模块。
4.根据权利要求1所述的远程机器人控制系统，其特征在于，需要相互配合工作的所述功能模块之间建立连接。
5.根据权利要求1所述的远程机器人控制系统，其特征在于，还包括访问所述远程控制端的远程控制端媒介。
6.一种远程机器人控制方法，其特征在于，包括：
机器人端接收远程控制端发出的连接请求；
所述机器人端根据所述连接请求判断远程控制端的接口协议是否与机器人端接口协议匹配：
是，则接受所述连接请求，并发出连接成功提示；
否，则不接受所述连接请求，并发出连接错误提示；
所述机器人端接收所述远程控制端的功能触发模块生成并发送的触发请求；
所述机器人端功能调度模块调用与触发请求相应的功能模块，所述功能模块执行相应功能，所述功能模块和所述功能调度模块之间采用分布式架构连接。
7.根据权利要求6所述的远程机器人控制方法，其特征在于，所述机器人端功能调度模块调用与触发请求相应的功能模块，所述功能模块执行相应功能，包括：
机器人端功能调度模块根据所述触发请求中的任务类型调用相应的功能模块；
功能调度模块将所述触发请求中的任务内容下发至被调用的功能模块，被调用的功能模块执行相应功能。
8.根据权利要求6所述的远程机器人控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用远程控制端媒介访问所述远程控制端。
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