CN111381944A - 基于Android的机器人操作系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本申请适用于机器人技术领域，提供了一种基于Android的机器人操作系统及其实现方法，所述机器人操作系统包括应用类进程、中枢进程和系统服务类进程；所述应用类进程，用于在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向所述中枢进程发送调用请求信息；所述中枢进程，用于在接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程；所述系统服务类进程，用于根据所述调用请求信息执行相应的操作。通过本申请可将Android搭载至机器人上，实现基于Android的机器人操作系统。

Description

基于Android的机器人操作系统及其实现方法

技术领域

本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种基于Android的机器人操作系统及其实现方法。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作。Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，可搭载至手机、平板电脑、穿戴式设备、车载设备等多种设备。然而，如何将Android搭载至机器人上是一大难题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于Android的机器人操作系统及其实现方法，以将Android搭载至机器人上，实现基于Android的机器人操作系统。

本申请实施例的第一方面提供了一种基于Android的机器人操作系统，所述机器人操作系统包括应用类进程、中枢进程和系统服务类进程；

所述应用类进程，用于在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向所述中枢进程发送调用请求信息；

所述中枢进程，用于在接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程；

所述系统服务类进程，用于根据所述调用请求信息执行相应的操作。

本申请实施例的第二方面提供了一种基于Android的机器人操作系统实现方法，所述机器人操作系统实现方法包括：

应用类进程在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向中枢进程发送调用请求信息；

所述中枢进程在接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程；

所述系统服务类进程根据所述调用请求信息执行相应的操作。

由上可见，本申请方案中基于Android的机器人操作系统包括应用类进程、中枢进程和系统服务类进程，所述应用类进程在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向所述中枢进程发送调用请求信息，所述中枢进程接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程，从而使得系统服务类进程根据所述调用请求信息执行相应的操作，协助所述应用类进程完成所述待执行任务(即所述应用类进程通过调用所述系统服务类进程实现任务)，进而将Android成功搭载至机器人上，实现基于Android的机器人操作系统。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一提供的基于Android的机器人操作系统的示意图；

图2是本申请实施例二提供的基于Android的机器人操作系统的示意图；

图3是本申请实施例三提供的基于Android的机器人操作系统实现方法的实现流程示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

应理解，本实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1，是本申请实施例一提供的基于Android的机器人操作系统的示意图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

所述机器人操作系统包括应用类进程11、中枢进程12和系统服务类进程13；

所述应用类进程11，用于在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向所述中枢进程12发送调用请求信息；

所述中枢进程12，用于在接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程13；

所述系统服务类进程13，用于根据所述调用请求信息执行相应的操作。

在本申请实施例中，所述机器人的操作系统基于Android，并采用总线方式的多进程架构设计，由应用类进程11、中枢进程12以及系统服务类进程13组成。所述应用类进程11可以使用Android提供的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)以及所述系统服务类进程13提供的API实现机器人任务的执行。所述待执行任务可以是指待机器人执行的任务。所述中枢进程12可以实现进程间的通信(例如所述应用类进程11和所述系统服务类进程13之间的通信)，控制待执行任务的分发。所述系统服务类进程13可以实现对各种非Android标准硬件(即Android不支持的硬件，例如机器人中的舵机)的访问控制，以及实现对各种公共软件资源(例如与语音相关的软件)的访问控制，并为所述应用类进程11提供标准化的公共访问接口(例如API)。

在本申请实施例中，所述应用类进程11在执行所述待执行任务的过程中，可能需要用到各种基础能力，这些基础能力由所述系统服务类进程13提供访问接口，因此，所述应用类进程11通过调用所述系统服务类进程13可以实现任务。其中，所述应用类进程11在执行一个任务时，通常需要调用多个系统服务类进程13的多个接口。

在本申请实施例中，机器人通常包括多个应用类进程11，不同的待执行任务可能对应不同的应用类进程11，例如，待执行任务分别为播放歌曲任务或者跳舞任务，那么播放歌曲任务通常对应机器人中控制歌曲播放的应用类进程，跳舞任务对应控制机器人跳舞的应用类进程。

可选的，所述系统服务类进程13包括但不限于语音服务进程、运动服务进程、导航服务进程、表情服务进程、灯光服务进程、传感器服务进程、账户服务进程、诊断服务进程、系统升级服务进程、电源管理服务进程、行为统计服务进程、即时消息服务进程。

在本申请实施例中，所述语音服务进程可以是指实现各种语音服务的进程；所述运动服务进程可以是指实现机器人各种运动的进程；所述导航服务进程可以是指实现导航功能的进程；所述表情服务进程可以是指实现机器人显示各种表情的进程；所述灯光服务进程可以是指实现机器人各种灯光效果的进程；所述传感器服务进程可以是指控制机器人中各种传感器工作的进程；所述账户服务进程可以是指实现机器人各种账号服务的进程；所述诊断服务进程可以是指能够诊断机器人是否故障的进程；所述系统升级服务进程可以是指实现机器人升级的进程；所述电源管理服务进程可以是指管理机器人电源的进程；所述行为统计服务进程可以是指搜索用户行为的进程；所述即时消息服务进程可以是指接收其他设备发送的消息(例如控制指令)的进程。其中，所述其他设备可以是指除所述机器人之外的设备，例如手机，在此不作限定。在上述语音服务进程、运动服务进程、导航服务进程、表情服务进程、灯光服务进程、传感器服务进程等多个系统服务类进程中可能会涉及到各种Android不支持的硬件(即非Android硬件)，通过在机器人中扩展上述服务进程可以实现对机器人中各种非Android硬件的访问控制。

可选的，所述语音服务进程提供语音唤醒接口、语音识别接口、语义理解接口和语音合成接口。

可选的，所述调用请求信息包括所述系统服务类进程13的标识信息和所述系统服务类进程13所需执行的操作。

在本申请实施例中，所述系统服务类进程13的标识信息可以是指所述系统服务类进程13的唯一标识，不同的系统服务类进程13其标识信息也不同。所述中枢进程12在接收到所述调用请求信息之后就可以知晓要调用哪个系统服务类进程13，被调用的系统服务类进程13就可以执行调用请求信息指示的其需执行的操作，从而为所述应用类进程11提供在执行待执行任务的过程中所需的访问接口，协助所述应用类进程11完成待执行任务。

可选的，所述中枢进程12还用于：

接收所述语音服务进程发送的语音指令或者所述即时消息服务进程发送的控制指令；

根据所述语音指令或者所述控制指令获取待执行任务。

在本申请实施例中，所述语音指令和所述控制指令均可以用于指示机器人执行何种任务，即用于确定待执行任务。例如，语音指令或者控制指令的内容为“跳海草舞”，那么待执行任务就是机器人跳海草舞。用户可以根据实际需要自行设定语音指令和控制指令的具体内容，在此不作限定。

可选的，所述机器人操作系统还包括语音启动器进程(未在图1中示出)；

所述语音启动器进程，用于调用所述系统服务类进程13中的语音服务进程，以通过所述语音服务进程识别出语音指令，并将所述语音指令传递给所述中枢进程12。

在本申请实施例中，在机器人开机启动后，所述语音启动器进程调用语音服务进程中的语音唤醒接口，始终监听用户通过唤醒词唤醒机器人，收到唤醒通知后，调用语音服务进程中的语音识别接口识别用户录入的语音并通过语义理解接口理解意图，该意图对应语音指令，所述语音启动器进程将语音指令传递给中枢进程12。通过提供语音启动器进程和语音服务进程，可以在Android基础上完善语音交互机制，方便在语音人机交互方式下的开发，

本申请实施例通过应用类进程在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向中枢进程发送调用请求信息，所述中枢进程接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程，从而使得系统服务类进程根据所述调用请求信息执行相应的操作，协助所述应用类进程完成所述待执行任务，进而将Android成功搭载至机器人上，实现基于Android的机器人操作系统。

参见图2，是本申请实施例二提供的基于Android的机器人操作系统的示意图，本实施例在实施一的基础上增加了策略进程14。

所述策略进程14，用于存储一个或多个任务执行策略。

在本申请实施例中，所述任务执行策略可以是指控制任务是否执行以及如何执行的策略。

所述中枢进程12还用于：

若所述机器人中存在多个任务，则根据所述任务执行策略、系统状态以及所述多个任务的执行情况控制所述多个任务的启动、停止、暂停和恢复，其中，所述多个任务包括待执行任务和/或正在执行的任务。

可选的，所述中枢进程12还用于：

若启动所述待执行任务，则将所述待执行任务分发给所述应用类进程。

在本申请实施例中，在机器人中存在多个任务时，可以先从策略进程14中获取相应的任务执行策略，根据所述任务执行策略、所述多个任务的执行情况和/或系统状态控制所述多个任务的启动、停止、暂停和恢复等，其中，不同的任务可能对应不同的任务执行策略。例如机器人中存在两个任务，一个任务是播放音乐(正在执行)，另一个任务是播放视频(待执行)，从策略进程14中获取的任务执行策略是上述两个任务不能同时执行，播放完音乐后再播放视频，那么此时中枢进程12不播放视频，等播放完音乐后，再将播放视频的任务发送给相应的应用类进程11进行任务的执行。所述系统状态可以是机器人的状态，包括但不限于机器人的电量，例如在机器人的电量低于预设阈值时，不能执行跳舞任务。任务的执行情况用于指示任务是否正在执行。

在本申请实施例中，所述中枢进程12可以由消息代理模块、技能管理模块、服务管理模块、策略模块组成。应用类进程11接收语音指令、内部技能接受调度、调用系统服务类进程13的API，系统服务类进程13响应和实现API的调用，语音启动器进程传递语音指令，均需要进程间通信，这些进程间通讯由消息代理模块实现。进程间的所有消息均经由中枢进程12分发，在分发前会根据任务类型进行控制。分发给系统服务类进程13的任务(即该系统服务类进程所需执行的操作)，由服务管理模块控制；分发给应用类进程11的任务(即待执行任务)，由技能管理模块控制。其中，所述任务类型可以是指任务的具体内容，例如跳舞与播放音乐为两个不同的任务类型。

可选的，所述应用类进程11包括一个或多个技能。

在本申请实施例中，一个应用类进程11由一个或多个技能组成，技能可响应一组相关的语音指令以及执行一个任务。技能是任务调度的最小组件，可被启动、停止、暂停、恢复、分发指令。

在本申请实施例中，中枢进程12在管理系统服务类进程或者技能时，会根据不同的情况采取不同的任务执行策略，这些策略由策略模块提供，策略模块从独立的策略进程获取任务执行策略和更新任务执行策略。不同的机器人，使用场景不同，任务执行策略也可能不同，因此上述任务执行策略在不同的机器人上独立实现。技能管理模块，用于根据任务执行策略、技能执行情况和/或系统状态控制各个技能的启动、停止、暂停、恢复，因为应用类进行11在执行任务时通常是通过技能来执行，那么可以将技能执行情况理解为任务执行情况。服务管理模块，用于管理系统服务类进程13的调用、资源竞争(例如两个任务均需要调用系统服务类进程中的运动服务进程时，就存在资源竞争，可以根据预先设置的针对该资源竞争的策略确定两个任务的执行顺序)。

本申请实施例在实施例一的基础上增加策略进程，通过中枢进程和策略进程提供任务控制机制，方便控制复杂的机器人的任务执行。

参见图3，是本申请实施例三提供的基于Android的机器人操作系统实现方法的实现流程示意图，所述机器人操作系统包括应用类进程、中枢进程和系统服务类进程；如图所示该机器人操作系统实现方法可以包括以下步骤：

步骤S301，应用类进程在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向中枢进程发送调用请求信息；

步骤S302，所述中枢进程在接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程；

步骤S303，所述系统服务类进程根据所述调用请求信息执行相应的操作。

可选的，所述系统服务类进程包括：语音服务进程、运动服务进程、导航服务进程、表情服务进程、灯光服务进程、传感器服务进程、账户服务进程、诊断服务进程、系统升级服务进程、电源管理服务进程、行为统计服务进程、即时消息服务进程。

可选的，所述语音服务进程提供语音唤醒接口、语音识别接口、语义理解接口和语音合成接口。

可选的，所述应用类进程在接收到待执行任务之前，本申请实施例还包括：

接收所述语音服务进程发送的语音指令或者所述即时消息服务进程发送的控制指令；

根据所述语音指令或者所述控制指令获取待执行任务。

可选的，所述机器人操作系统还包括策略进程；

所述策略进程存储一个或多个任务执行策略。

可选的，本申请实施例还包括：

若所述机器人中存在多个任务，则所述中枢进程根据所述任务执行策略、系统状态以及所述多个任务的执行情况控制所述多个任务的启动、停止、暂停和恢复，其中，所述多个任务包括待执行任务和/或正在执行的任务。

可选的，本申请实施例还包括：

若启动所述待执行任务，则所述中枢进程将所述待执行任务分发给所述应用类进程。

可选的，所述调用请求信息包括所述系统服务类进程的标识信息和所述系统服务类进程所需执行的操作。

本申请实施例提供的方法可以使用在前述对应的系统实施例一和实施例二中，详情参见上述实施例一和实施例二的描述，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于Android的机器人操作系统，其特征在于，所述机器人操作系统包括应用类进程、中枢进程和系统服务类进程；

所述应用类进程，用于在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向所述中枢进程发送调用请求信息；

所述中枢进程，用于在接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程；

所述系统服务类进程，用于根据所述调用请求信息执行相应的操作。

2.如权利要求1所述的机器人操作系统，其特征在于，所述系统服务类进程包括：语音服务进程、运动服务进程、导航服务进程、表情服务进程、灯光服务进程、传感器服务进程、账户服务进程、诊断服务进程、系统升级服务进程、电源管理服务进程、行为统计服务进程、即时消息服务进程。

3.如权利要求2所述的机器人操作系统，其特征在于，所述语音服务进程提供语音唤醒接口、语音识别接口、语义理解接口和语音合成接口。

4.如权利要求2所述的机器人操作系统，其特征在于，所述中枢进程还用于：

接收所述语音服务进程发送的语音指令或者所述即时消息服务进程发送的控制指令；

根据所述语音指令或者所述控制指令获取待执行任务。

5.如权利要求1所述的机器人操作系统，其特征在于，所述机器人操作系统还包括策略进程；

所述策略进程，用于存储一个或多个任务执行策略。

6.如权利要求5所述的机器人操作系统，其特征在于，所述中枢进程还用于：

若所述机器人中存在多个任务，则根据所述任务执行策略、系统状态以及所述多个任务的执行情况控制所述多个任务的启动、停止、暂停和恢复，其中，所述多个任务包括待执行任务和/或正在执行的任务。

7.如权利要求6所述的机器人操作系统，其特征在于，所述中枢进程还用于：

若启动所述待执行任务，则将所述待执行任务分发给所述应用类进程。

8.如权利要求1至7任一项所述的机器人操作系统，其特征在于，所述调用请求信息包括所述系统服务类进程的标识信息和所述系统服务类进程所需执行的操作。

9.一种基于Android的机器人操作系统实现方法，其特征在于，所述机器人操作系统实现方法包括：

应用类进程在接收到待执行任务时执行所述待执行任务，并在执行所述待执行任务的过程中向中枢进程发送调用请求信息；

所述中枢进程在接收到所述调用请求信息后，调用相应的系统服务类进程；

所述系统服务类进程根据所述调用请求信息执行相应的操作。

10.如权利要求9所述的机器人操作系统实现方法，其特征在于，所述系统服务类进程包括：语音服务进程、运动服务进程、导航服务进程、表情服务进程、灯光服务进程、传感器服务进程、账户服务进程、诊断服务进程、系统升级服务进程、电源管理服务进程、行为统计服务进程、即时消息服务进程。

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