CN110543113A - 机器人硬件组装及管理方法、设备、介质、系统、前端组装客户端及机器人本体运行系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供机器人硬件组装及管理方法、设备、介质、系统、前端组装客户端及机器人本体运行系统。本发明涉及电子设备与可读存储介质，用于执行机器人硬件组装及管理方法。本发明还涉及前端组装客户端、机器人本体运行系统、及机器人硬件组装及管理系统。本发明将机器人本体运行系统和机器人机型分开，前端组装客户端组装组件集合，机器人本体运行系统只根据组装后机型的结果运行对应的硬件驱动程序，针对不同场景下的机型，用户只需要根据需求，在前端组装客户端上生成对应机型的机器人文件，并部署到机器人本体上运行即可，无需专业的开发人员针对该机型进行定制化的开发工作。

Description

机器人硬件组装及管理方法、设备、介质、系统、前端组装客户 端及机器人本体运行系统

技术领域

本发明涉及机器人机型及硬件管理技术领域，尤其涉及机器人硬件组装及管理方法、设备、介质、系统、前端组装客户端及机器人本体运行系统。

背景技术

在机器人领域通常会因为使用场景的不同，定制化各种各样型号的机器人型号的系统。对于硬件平台的开发，往往需要开发人员对每种机型的每一个硬件驱动都进行定制开发配置。一方面开发周期长，开发费用高，另一方面随着机型的增加，维护成本也相应的增加。

现有技术中，存在需要针对不同机型分别进行单独开发配置，开发和维护流程复杂的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种适用于不同机型的开发配置、开发和维护流程简化的机器人硬件组装及管理方法、设备、介质、系统、前端组装客户端及机器人本体运行系统。

本发明公开了一种机器人硬件组装方法，用于前端组装客户端，包括以下步骤：

确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数；

根据所述的设备参数创建对应的基础组件；

接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合。

作为优选，所述的基础组件包括设备参数，所述的设备参数包括唯一标识。

作为优选，所述的唯一标识包括所述的硬件驱动的类型和型号。

作为优选，所述的设备参数还包括所述的硬件驱动的配置参数。

作为优选，所述使所述基础组件中的一个或多个被选择作为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合还包括：使一个或多个被选择的基础组件的表示从用户界面中的各自的原始位置移动到用户界面中的统一的目标区域，所述的目标区域不同于所述的原始位置。

作为优选，所述的将所述目标组件组装成组件集合还包括：生成当前组件集合的说明组件，其中，所述说明组件包括当前组件集合中的目标组件的索引信息。

作为优选，还包括以下步骤：拷贝所述组件集合，增加或删除所述组件集合中的目标组件，形成新的组件集合。

本发明公开了一种机器人硬件管理方法，用于机器人本体运行系统，包括以下步骤：

接收组件集合；

确定所述的组件集合为可以被读取的状态；

读取所述的组件集合；

解析所述组件集合中的目标组件，启动所述目标组件对应的硬件驱动程序。

作为优选，所述接收所述的组件集合之后还包括：加载所述组件集合至公共缓存中。

作为优选，所述解析所述组件集合中的目标组件包括：读取所述组件集合中的说明组件，根据所述说明组件中的索引信息索引当前组件集合中的目标组件。

作为优选，所述启动所述目标组件对应的硬件驱动程序包括：解析所述的目标组件的唯一标识，得到所述的唯一标识对应的硬件驱动，启动所述的硬件驱动所对应的硬件驱动程序。

本发明公开了一种电子设备，包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行任意一项所述的方法或任意一项所述的方法。

本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行任意一项所述的方法或任意一项所述的方法。

本发明公开了一种前端组装客户端，包括创建基础组件模块、创建组件集合模块，

所述创建基础组件模块用于确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数，根据所述的设备参数创建对应的基础组件；

所述创建组件集合模块用于接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合。

作为优选，所述创建组件集合模块还包括生成说明组件模块，所述生成说明组件模块用于生成当前组件集合的说明组件，其中，所述说明组件包括当前组件集合中的目标组件的索引信息。

作为优选，还包括属性管理模块生成新组件集合模块，所述属性管理模块用于对所述的基础组件中的配置参数的增删改查。

作为优选，还包括第一组件管理模块，所述第一组件管理模块用于所述基础组件的增删改查。

作为优选，还包括机型管理模块，所述机型管理模块用于对所述的机器人的机型的增删改查。

作为优选，还包括生成新组件集合模块，所述生成新组件集合模块用于拷贝所述组件集合，增加或删除所述组件集合中的目标组件，形成新的组件集合。

本发明公开了一种机器人本体运行系统，包括获取组件集合模块、确定组件集合状态模块、解析目标组件模块，所述获取组件集合模块用于接收组件集合，所述确定组件集合状态模块用于确定所述组件集合为可以被读取的状态，所述解析目标组件模块用于解析所述组件集合中的目标组件，以启动所述目标组件对应的硬件驱动程序。

作为优选，还包括硬件驱动模块、本体控制管理模块、硬件管理模块，

所述硬件驱动模块包括一个或多个硬件驱动程序；

所述本体控制管理模块用于加载所述组件集合至公共缓存中；

所述硬件管理模块用于确定所述的组件集合为可以被读取的状态，根据所述的组件集合，启动和管理所述的硬件驱动程序。

作为优选，所述解析目标组件模块还包括读取说明组件模块和索引目标组件模块，所述读取说明组件模块用于读取所述组件集合中的说明组件，所述索引目标组件模块用于根据所述说明组件中的索引信息索引当前组件集合中的目标组件。

本发明公开了一种机器人硬件组装及管理系统，包括前端组装客户端和机器人本体运行系统，

所述前端组装客户端用于确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数；根据所述的设备参数创建对应的基础组件；接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合；

所述机器人本体运行系统用于接收所述的组件集合，确定所述的组件集合为可以被读取的状态，读取所述的组件集合，解析所述组件集合中的目标组件，启动所述目标组件对应的硬件驱动程序。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供机器人硬件组装及管理方法。本发明涉及电子设备与可读存储介质，用于执行机器人硬件组装及管理方法。本发明还涉及前端组装客户端、机器人本体运行系统、及机器人硬件组装及管理系统。本发明将机器人本体运行系统和机器人机型分开，机器人本体运行系统只根据组装后机型的结果运行对应的硬件驱动程序，用户通过前端组装客户端组装生成组件集合，组件集合可以匹配新机型的机器人文件，针对不同场景下的机型，用户只需要根据需求，在前端组装客户端上生成对应机型的机器人文件，并部署到机器人本体上运行即可，本发明采用模块化的方式，无需专业的开发人员针对该机型进行定制化的开发工作。本发明适用于不同机型的开发配置、开发和维护流程简化的机器人硬件组装及管理方法、设备、介质、系统、前端组装客户端及机器人本体运行系统。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的机器人硬件组装及管理系统框图；

图2为本发明实施例的前端组装客户端组装示意图；

图3为本发明实施例的机器人本体运行系统运行示意图；

图4为本发明的机器人硬件组装方法流程图；

图5为本发明的机器人硬件管理方法流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在机器人行业中，从机器人层面上来说，机器人整体的硬件组成、软件运行逻辑和功能是相似的。针对上述的本质，本发明提供机器人硬件组装及管理系统，如图1所示，包括前端组装客户端、机器人本体运行系统，前端组装客户端安装于组装人员设备端，如组装人员电脑，机器人本体运行系统安装于机器人本体；其中，

前端组装客户端为工具类，包括创建基础组件模块、创建组件集合模块，所述创建基础组件模块用于确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数，根据所述的设备参数创建对应的基础组件。所述创建组件集合模块用于接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合。该组件集合可以以一组机型文件的形式存在，也就是机器人文件，该组文件代表了一种新机型。该组件集合也可以是以程序代码的形式存在。

创建组件集合模块还包括生成说明组件模块，生成说明组件模块用于生成当前组件集合的说明组件，其中，说明组件包括当前组件集合中的目标组件的索引信息。

前端组装客户端还包括生成新组件集合模块、属性管理模块、第一组件管理模块、机型管理模块，生成新组件集合模块用于拷贝组件集合，增加或删除组件集合中的目标组件，形成新的组件集合，所述属性管理模块用于对所述的基础组件中的配置参数的增删改查。配置参数为基础组件的一部分，如激光组件对外发布的topic名字属性，第一组件管理模块用于对所述的基础组件的增删改查，基础组件与机器人本体上运行的硬件驱动程序对应，如前端组装客户端的激光组件在机器人本体上运行时对应于激光驱动程序，所述机型管理模块用于对所述的机器人的机型的增删改查。

在一实施例中，在一个或多个机型的机器人上针对一个或多个的硬件驱动部署硬件驱动程序。

在前端组装客户端上，确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数；根据所述的设备参数创建对应的基础组件；接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合。该输入可以为在用户界面上采用鼠标点击选择，也可以为在用户界面上采用键盘输入指令，或其他现有形式。

作为一种实施方式，所述使所述基础组件中的一个或多个被选择作为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合还包括：使一个或多个被选择的基础组件的表示从用户界面中的各自的原始位置移动到用户界面中的统一的目标区域，所述的目标区域不同于所述的原始位置。基础组件为图形组件，创建组件集合模块通过用户拖拉组合的方式将基础组件组装成组件集合。如图2所示，前端组装客户端当前有body200组件、sick100组件、camera100组件、camera200 组件，用户通过拖拉已有的组件组装成一种新机型的机器人说明文件，其中含有body200组件、sick100组件、camera100组件，最后生成一组机型文件：body200.yaml，sick100.yaml，camera100.yaml，jzhw_components.yaml。通过前端组装客户端提供基础图形组件、基础机型，方便用户和开发人员查看当前支持的硬件驱动和现有机型，具有很好的直观性，在组件化各种硬件驱动的基础上，通过界面拖拉组装硬件驱动组件的方式快速生成一组新机型的机器人说明文件，易用性强。

机器人本体运行系统，包括获取组件集合模块、确定组件集合状态模块、解析目标组件模块，所述获取组件集合模块用于接收组件集合，所述确定组件集合状态模块用于确定所述组件集合为可以被读取的状态，所述解析目标组件模块用于解析所述组件集合中的目标组件，以启动所述目标组件对应的硬件驱动程序。机器人本体运行系统通过这组说明文件启动、运行、监控对应的硬件驱动程序，实现机器人新机型快速迭代开发，机器人本体运行系统不依赖于特定机型，只依赖组装的机型文件，能自行适配各种机型的组装结果，而不需要每种机型都进行定制化开发，系统独立性高。

解析目标组件模块还包括读取说明组件模块和索引目标组件模块，读取说明组件模块用于读取组件集合中的说明组件，索引目标组件模块用于根据说明组件中的索引信息索引当前组件集合中的目标组件。

更具体地，机器人本体运行系统还包括本体控制管理模块、硬件管理模块、硬件驱动模块，机器人本体控制模块用于加载组件集合至公共缓存中，以及采集监控所有硬件驱动程序的健康消息，并做出相应的决策，控制机器人本体的行为以及人机交互，硬件管理模块用于周期性地从公共缓存中读取组件集合加载完毕的标志，直至读取到加载完毕的标志，通过本体控制管理模块加载的组件集合启动和管理对应的硬件驱动程序，硬件驱动模块为若干个硬件驱动程序，用于实现采集传感器数据、读取小车运行物理消息、下发指令到机器人等功能。

本体控制管理模块包括第二组件管理模块、采集模块、决策模块、UI展示及人机交互模块，第二组件管理模块用于加载组件集合至公共缓存中，以及设置机型文件加载完毕标志，采集模块用于采集所有硬件驱动程序的运行健康消息，决策模块通过采集模块采集到的运行健康消息汇总决策机器人的当前状态，根据当前状态控制机器人的行为，UI展示及人机交互模块用于在用户图像界面或者web端展示机器人运行的状况以及进行人机交互操作。

如图3所示，本体控制管理模块加载前端组装客户端生成的机型文件以及机型文件加载完毕标志到公共缓存中，硬件管理模块从公共缓存中读取机型文件的内容，根据内容创建和启动对应的硬件驱动程序，硬件驱动程序启动运行并对外发布自身运行的健康消息，本体控制管理模块采集所有硬件驱动程序的健康消息，根据这些健康消息决策当前机器人的状态，以及展示相关的健康消息到本体UI和web界面上，方便用户感知机器人运行的状况。本发明提供的机器人硬件组装及管理系统能够适配和满足未来所有场景所需机器人的开发，真正做到了一个平台n种应用，具有高可用性，本发明提供的机器人硬件组装及管理系统是从组装、运行、监控、控制、交互的闭环系统，完整性好。

机器人硬件组装方法，如图4所示，用于上述前端组装客户端，包括以下步骤：

所述的基础组件包括设备参数，所述的设备参数包括唯一标识。作为优选，所述的唯一标识包括所述的硬件驱动的类型和型号。作为优选，所述的设备参数还包括所述的硬件驱动的配置参数。选择基础组件中的一个或多个作为目标组件，将目标组件组装成组件集合，如通过用户拖拉组合的方式将基础组件组装成组件集合。本实施例中，将目标组件组装成组件集合还包括生成当前组件集合的说明组件，其中，说明组件包括当前组件集合中的目标组件的索引信息；组件集合以机型文件的形式存在，机型文件代表一种新机型。

在一实施例中，还包括以下步骤：拷贝组件集合，增加或删除组件集合中的目标组件，形成新的组件集合。

机器人硬件管理方法，如图5所示，用于上述机器人本体运行系统，包括以下步骤：

获取组件集合；

在一实施例中，获取组件集合之后还包括加载组件集合至公共缓存(如ROSParam)中。

确定组件集合为可以被读取的状态，具体的包括：周期性地从公共缓存中读取组件集合加载完毕的标志，直至读取到加载完毕的标志。

解析组件集合中的目标组件，具体的包括：读取组件集合中的说明组件，根据说明组件中的索引信息索引当前组件集合中的目标组件，启动目标组件对应的硬件驱动程序，采集所有硬件驱动程序运行的健康消息，根据健康消息决策机器人的当前状态，根据当前状态控制机器人的行为，进行人机交互。

用户通过上述机器人行为、人机交互以及用户图像界面或者web端展示的机器人运行的状况，能清晰明了的感知机器人运行的状况。

本发明还公开了一种电子设备，包括：处理器；

存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行上述机器人硬件组装方法或上述机器人硬件管理方法。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行上述机器人硬件组装方法或上述机器人硬件管理方法。

本发明公开了一种机器人硬件组装及管理系统，包括前端组装客户端和机器人本体运行系统，

所述前端组装客户端用于确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数；根据所述的设备参数创建对应的基础组件；接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合；

所述机器人本体运行系统用于接收所述的组件集合，确定所述的组件集合为可以被读取的状态，读取所述的组件集合，解析所述组件集合中的目标组件，启动所述目标组件对应的硬件驱动程序。

本发明提供机器人硬件组装及管理方法。本发明涉及电子设备与可读存储介质，用于执行机器人硬件组装及管理方法。本发明还涉及前端组装客户端、机器人本体运行系统、及机器人硬件组装及管理系统。本发明将机器人本体运行系统和机器人机型分开，机器人本体运行系统只根据组装后机型的结果运行对应的硬件驱动程序，前端组装客户端通过拖拉组合的方式生成新机型的机器人文件，针对不同场景下的机型，用户只需要根据需求，在前端组装客户端上生成对应机型的机器人文件，并部署到机器人本体上运行即可，无需专业的开发人员针对该机型进行定制化的开发工作。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (23)

1.机器人硬件组装方法，用于前端组装客户端，其特征在于包括以下步骤：

确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数；

根据所述的设备参数创建对应的基础组件；

接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合。

2.如权利要求1所述的机器人硬件组装方法，其特征在于：所述的基础组件包括设备参数，所述的设备参数包括唯一标识。

3.如权利要求1所述的机器人硬件组装方法，其特征在于：所述的唯一标识包括所述的硬件驱动的类型和型号。

4.如权利要求1所述的机器人硬件组装方法，其特征在于：所述的设备参数还包括所述的硬件驱动的配置参数。

5.如权利要求1所述的机器人硬件组装方法，其特征在于：所述使所述基础组件中的一个或多个被选择作为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合还包括：使一个或多个被选择的基础组件的表示从用户界面中的各自的原始位置移动到用户界面中的统一的目标区域，所述的目标区域不同于所述的原始位置。

6.如权利要求1所述的机器人硬件组装方法，其特征在于：所述的将所述目标组件组装成组件集合还包括：生成当前组件集合的说明组件，其中，所述说明组件包括当前组件集合中的目标组件的索引信息。

7.如权利要求1所述的机器人硬件组装方法，其特征在于：还包括以下步骤：拷贝所述组件集合，增加或删除所述组件集合中的目标组件，形成新的组件集合。

8.机器人硬件管理方法，用于机器人本体运行系统，其特征在于包括以下步骤：

接收组件集合；

确定所述的组件集合为可以被读取的状态；

读取所述的组件集合；

解析所述组件集合中的目标组件，启动所述目标组件对应的硬件驱动程序。

9.如权利要求8所述的机器人硬件管理方法，其特征在于：所述接收所述的组件集合之后还包括：加载所述组件集合至公共缓存中。

10.如权利要求7所述的机器人硬件管理方法，其特征在于：所述解析所述组件集合中的目标组件包括：读取所述组件集合中的说明组件，根据所述说明组件中的索引信息索引当前组件集合中的目标组件。

11.如权利要求7所述的机器人硬件管理方法，其特征在于：所述启动所述目标组件对应的硬件驱动程序包括：解析所述的目标组件的唯一标识，得到所述的唯一标识对应的硬件驱动，启动所述的硬件驱动所对应的硬件驱动程序。

12.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-7任意一项所述的方法或权利要求8-11任意一项所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-7任意一项所述的方法或权利要求8-11任意一项所述的方法。

14.前端组装客户端，其特征在于：包括创建基础组件模块、创建组件集合模块，

所述创建基础组件模块用于确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数，根据所述的设备参数创建对应的基础组件；

所述创建组件集合模块用于接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合。

15.如权利要求14所述的前端组装客户端，其特征在于：所述创建组件集合模块还包括生成说明组件模块，所述生成说明组件模块用于生成当前组件集合的说明组件，其中，所述说明组件包括当前组件集合中的目标组件的索引信息。

16.如权利要求14所述的前端组装客户端，其特征在于：还包括属性管理模块，所述属性管理模块用于对所述的基础组件中的配置参数的增删改查。

17.如权利要求14所述的前端组装客户端，其特征在于：还包括第一组件管理模块，所述第一组件管理模块用于所述基础组件的增删改查。

18.如权利要求14所述的前端组装客户端，其特征在于：还包括机型管理模块，所述机型管理模块用于对所述的机器人的机型的增删改查。

19.如权利要求14所述的前端组装客户端，其特征在于：还包括生成新组件集合模块，所述生成新组件集合模块用于拷贝所述组件集合，增加或删除所述组件集合中的目标组件，形成新的组件集合。

20.机器人本体运行系统，其特征在于：包括获取组件集合模块、确定组件集合状态模块、解析目标组件模块，所述获取组件集合模块用于接收组件集合，所述确定组件集合状态模块用于确定所述组件集合为可以被读取的状态，所述解析目标组件模块用于解析所述组件集合中的目标组件，以启动所述目标组件对应的硬件驱动程序。

21.如权利要求20所述的机器人本体运行系统，其特征在于：还包括硬件驱动模块、本体控制管理模块、硬件管理模块，

所述硬件驱动模块包括一个或多个硬件驱动程序；

所述本体控制管理模块用于加载所述组件集合至公共缓存中；

所述硬件管理模块用于确定所述的组件集合为可以被读取的状态，根据所述的组件集合，启动和管理所述的硬件驱动程序。

22.如权利要求20所述的机器人本体运行系统，其特征在于：所述解析目标组件模块还包括读取说明组件模块和索引目标组件模块，所述读取说明组件模块用于读取所述组件集合中的说明组件，所述索引目标组件模块用于根据所述说明组件中的索引信息索引当前组件集合中的目标组件。

23.机器人硬件组装及管理系统，包括前端组装客户端和机器人本体运行系统，其特征在于：

所述前端组装客户端用于确定可支持的硬件驱动，获取所述的硬件驱动的设备参数；根据所述的设备参数创建对应的基础组件；接受输入；及响应于该输入，使所述基础组件中的一个或多个被选择成为目标组件，将所述目标组件组装成组件集合；

所述机器人本体运行系统用于接收所述的组件集合，确定所述的组件集合为可以被读取的状态，读取所述的组件集合，解析所述组件集合中的目标组件，启动所述目标组件对应的硬件驱动程序。