CN111726767A

CN111726767A - 一种机器人系统信息采集方法、设备及存储介质

Info

Publication number: CN111726767A
Application number: CN202010400871.8A
Authority: CN
Inventors: 张磊; 高峻峣; 俞焱庚; 周勇; 陈飞飞; 宋阳
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2020-09-29

Abstract

本公开提供了一种机器人系统信息采集方法、设备及存储介质。所述方法包括：第一设备获取自身采集的现场信息；根据所述现场信息生成第一消息报文，所述第一消息报文的帧结构中包括记录所述现场信息的设备信息片段；发送所述第一消息报文至第二设备；其中，所述设备信息片段包括片段类型字段、传感器标识字段和数值字段；所述片段类型字段，用于表示所述设备信息片段中承载的现场信息类型；所述传感器标识字段，用于唯一地标识所述第一设备上设置的传感器；所述数值字段，用于记录传感器采集的现场信息数值。本公开能够统一地获取系统中各设备的工作状态以及采集的现场信息，兼容不同厂商的机器人终端，降低了机器人普及应用的成本。

Description

一种机器人系统信息采集方法、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及通信技术领域，特别地，涉及一种机器人系统信息采集方法、设备及存储介质。

背景技术

随着机器人技术和通信技术的发展，机器人在各行各业得到越来越多的应用，从事机器人制造的企业数量也急剧增长。在例如救援、消防等一些复杂场景的应急应用中，往往需要大量机器人协同工作，对现场信息进行实时的采集以及时进行应急处理。目前，机器人通信的信息传输协议由各厂商自行定义，普遍缺乏通用性和兼容性，导致难以统一地获取不同厂商的机器人设备状态以及采集的信息，给机器人的用户带来使用上的不便以及成本的提升。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，根据本公开的第一方面，提供了一种机器人系统信息采集方法，包括：

第一设备获取自身采集的现场信息；

根据所述现场信息生成第一消息报文，所述第一消息报文的帧结构中包括记录所述现场信息的设备信息片段；

发送所述第一消息报文至第二设备；

其中，所述设备信息片段包括片段类型字段、传感器标识字段和数值字段；

所述片段类型字段，用于表示所述设备信息片段中承载的现场信息类型；

所述传感器标识字段，用于唯一地标识所述第一设备上设置的传感器；

所述数值字段，用于记录传感器采集的现场信息数值。

进一步地，所述设备信息片段还包括片段子类型字段，用于表示所述现场信息类型的子类型。

进一步地，所述设备信息片段还包括：

传感器扩展数据字段，用于记录传感器采集的额外信息；

传感器扩展数据长度字段，用于表示传感器扩展数据的长度。

进一步地，所述第一消息报文的帧结构中还包括记录所述自身状态信息的工作状态片段和工作模式片段；

所述工作状态片段，用于表示所述第一设备的工作状态；

所述工作模式片段，用于表示所述第一设备的工作模式。

根据本公开的第二方面，还提供了一种机器人系统信息采集方法，包括：

第二设备接收第一设备发送的第一消息报文，所述第一消息报文的帧结构中包括记录第一设备采集的现场信息的设备信息片段；

解析所述第一消息报文以获取所述现场信息；

所述片段类型字段用于表示所述设备信息片段中承载的现场信息类型；

所述传感器标识字段用于唯一地标识所述第一设备上设置的传感器；

所述数值字段用于记录传感器采集的现场信息数值。

进一步地，所述设备信息片段还包括：

传感器扩展数据字段，用于记录传感器采集的额外信息；

所述工作状态片段，用于表示所述第一设备的工作状态；

所述工作模式片段，用于表示所述第一设备的工作模式。

根据本公开的第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中所述的方法。

根据本公开的第四方面，提供了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，所述程序被处理器执行时实现如第一方面中所述的方法。

本公开实施例的提出的上述方案中，通过规范地定义机器人系统中消息报文的帧结构，利用具有多个字段的设备信息片段记录设备状态信息，从而统一地获取系统中各设备的工作状态以及采集的现场信息，能够兼容不同厂商的机器人终端，降低了机器人普及应用的成本；而且，设备信息片段中的字段设置方案能够以较小的数据量满足机器人系统通信场景下的典型情形，通用性强且易于实施。

本公开的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本公开实施例的方法的应用场景示意图；

图2是根据本公开第一实施例的机器人系统信息采集方法的流程图；

图3是根据本公开第二实施例的机器人系统信息采集方法的流程图；

图4是根据本公开实施例的帧结构中设备信息片段的示意图；

图5是能够实施本公开实施例的示例性电子设备的方框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但是，本公开还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本公开的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了本发明的方法的示例性应用场景。在该场景中，机器人系统包括机器人、服务器、控制终端等多种设备。所述机器人包括多种类型的机器人101，包括大中型机器人、小型机器人、可移动机器人、固定节点机器人、地面机器人和/或空中机器人等。所述机器人在进入现场前或进入现场后开机，启动网络通信模块连接至通信网络102，启动传感器和摄像头等设备以采集温度、气体成分、视音频等现场信息，将所采集的现场信息及其自身工作状态通过通信网络发送至服务器104或控制终端103，并且接收来自服务器104或控制终端103的指令信息，根据所述指令信息进行行动或操作。所述服务器104可选地位于远程监控中心，可对系统中的其它设备进行控制和管理。所述控制终端103可选地包括手机、平板电脑等便携设备，可在现场对机器人进行控制。

参考图2，其示出了根据本公开第一实施例的一种机器人系统信息采集方法，包括：

S210、第一设备获取自身采集的现场信息；

其中，所述第一设备为机器人系统中的设备，例如机器人终端。

S220、根据所述现场信息生成第一消息报文，所述第一消息报文的帧结构中包括记录所述现场信息的设备信息片段；

所述数值字段，用于记录传感器采集的现场信息数值。

S230、发送所述第一消息报文至第二设备；

其中，所述第二设备为机器人系统中的设备，例如服务器或控制终端。

可选地，所述设备信息片段还包括片段子类型字段，用于表示所述现场信息类型的子类型。由此，可以对信息进行两级分类，便于后续更精准地进行信息分析。

可选地，所述设备信息片段还包括：

传感器扩展数据字段，用于记录传感器采集的额外信息；

通过扩展数据字段，可以满足不同厂商的传感器的特殊需求，增加了帧结构的通用性。

可选地，所述第一消息报文的帧结构中还包括记录所述自身状态信息的工作状态片段和工作模式片段；

所述工作状态片段，用于表示所述第一设备的工作状态；

所述工作模式片段，用于表示所述第一设备的工作模式。

由此，可以在上报采集的现场信息同时上报设备自身的状态情况，便于系统进行实时的监测和控制。

参考图3，其示出了根据本公开第二实施例的机器人系统信息采集方法，包括：

S310、第二设备接收第一设备发送的第一消息报文，所述第一消息报文的帧结构中包括记录第一设备采集的现场信息的设备信息片段；

其中，所述第一设备和第二设备为机器人系统中的设备，所述第一设备例如为机器人终端，所述第二设备例如为服务器或控制终端。

所述设备信息片段包括片段类型字段、传感器标识字段和数值字段；

所述数值字段用于记录传感器采集的现场信息数值。

S320、解析所述第一消息报文以获取所述现场信息。

可选地，所述设备信息片段还包括片段子类型字段，用于表示所述现场信息类型的子类型。

可选地，所述设备信息片段还包括：

传感器扩展数据字段，用于记录传感器采集的额外信息；

所述工作状态片段，用于表示所述第一设备的工作状态；

所述工作模式片段，用于表示所述第一设备的工作模式。

在本发明的上述实施例提出的信息采集方法中，通过规范地定义机器人系统中消息报文的帧结构，利用具有多个字段的设备信息片段记录设备状态信息，从而统一地获取系统中各设备的工作状态以及采集的现场信息，能够兼容不同厂商的机器人终端，降低了机器人普及应用的成本；而且，设备信息片段中的字段设置方案能够以较小的数据量满足机器人系统通信场景下的典型情形，通用性强且易于实施。

下面结合一个具体示例阐释本公开的信息采集方法。在该示例中，传输的消息报文具有预设帧结构，参照图4A，所述预定的帧结构中包括帧头FrameHead、设备编码字段DeviceID、记录现场信息的设备信息片段Section1、记录自身状态信息的工作状态片段Section2和工作模式片段Section3、以及帧尾FrameEnd。所述帧头和帧尾成对出现，分别在帧的最开始和最末尾。所述设备编码字段DeviceID用于表示发送设备的ID，以唯一地标识发送所述消息的设备，该字段承载发送设备的跨系统、全局唯一编码信息，即发送设备ID。可选地，所述唯一编码由以下部分组成：ISO3166国家与地区编码标准的数字代码+厂商代码+产品代码+保留字(可设为准入年份或以0x0000填充)。其中，厂商代码和产品代码由管理机构预先设定。参照图4B，所述设备信息片段具体包括片段类型字段SectionType、片段子类型字段subSectionType、传感器标识字段Index、数值字段Value、传感器扩展数据字段SpacialExtendByte、传感器扩展数据长度字段SpacialExtendLength中的一个或多个。

片段类型字段SectionType用于表示所述设备信息片段中承载的现场信息类型。片段子类型字段subSectionType用于表示所述现场信息类型的子类型。其字段值与类型、子类型的关系示例如下：

例如对于电量信息的采集，该片段的片段类型字段的值为0x01，片段子类型字段为空。对于激光测距信息的采集，该片段的片段类型字段的值为0x09，片段子类型字段的值为0x03。

传感器标识字段Index用于表示设备中传感器的标识，所述标识可以区分同一设备上的多个传感器。

数值字段Value用于记录传感器采集的现场信息数值。

传感器扩展数据字段SpacialExtendByte用于记录传感器采集的额外信息，针对不同厂商的传感器的额外数据信息，可利用此字段进行扩展；传感器扩展数据长度字段SpacialExtendLength用于表示传感器扩展数据的长度。

以电量信息采集为例，上述帧结构的设计逻辑表示如下：

其中，片段类型字段SectionType的值0x01表示所述设备信息片段中承载的现场信息类型为“电量”信息。流向字段RequestOrResponse用于表示所述消息的流向。值为0x03表明为“应答”流向，例如机器人终端响应于“查询”报文的接收，向服务器或控制终端等上报采集的现场信息。值为0x04表明为“广播”流向，例如机器人主动向服务器或控制终端等上报采集的现场信息。

可选地，还包括片段长度子字段Length用于表示该字段后至该段信息数据结束的数据字节数。序号子字段Sequence用于表示片段的编号，以确定发送和应答的信息报文对应。发送设备将维护并递增该字段的数值，接收设备在应答时在该字段中将该数值返回。错误码子字段ErrorCode用于告知是否有错误发生和/或所发生的错误情形，例如无错误返回0x00000000，有错误返回与错误类型对应的错误码。

对于距离信息，所述片段类型字段SectionType的值为0x09，则片段子类型字段subSectionType中具有数值0x01、0x02或0x03，以指示是哪种方式得到的距离。

所述工作状态片段中包括片段类型字段SectionType和工作状态字段Status，所述片段类型字段SectionType的值为0x02，工作状态字段Status的值与状态的关系例如下表：

位序号	值	描述
			全8位	0x00	保留
第一位/最低一位(右起，下同)	B:0000 0001	待机
			第二位	B:0000 0010	已组网
第三位	B:0000 0100	已开壳
			第四位	B:0000 1000	已释放
第五位	B:0001 0000	保留
			第六位	B:0010 0000	保留
第七位	B:0100 0000	保留
			第七位	B:1000 0000	有异常

作为一个示例，所述工作状态片段的帧结构设计逻辑如下：

所述工作模式片段中包括片段类型字段SectionType和工作模式字段mode，所述片段类型字段SectionType的值为0x03，工作模式字段mode的值与工作模式的关系例如下表：

值	描述
		0x00	保留
0x01	遥控
		0x02	自主运动

作为一个示例，所述工作模式片段的帧结构设计逻辑如下：

基于上述帧结构的信息采集过程示例如下：

系统中的机器人获取自身采集的现场信息以及自身状态信息，所述现场信息包括电量、温度、距离、可燃气体等，所述自身状态信息包括工作状态和工作模式。

机器人根据所述现场信息和自身状态信息生成具有上述帧结构的消息报文，所述报文中包括设备编码字段、设备信息片段、工作状态片段和工作模式片段等。通过设备编码字段识别所述机器人，通过设备信息片段承载所采集的现场信息，通过工作状态片段承载工作状态信息，通过工作模式字段承载工作模式信息。

机器人将所述消息报文发送至服务器。

服务器接收所述消息报文并解析，通过设备编码字段识别上报信息的机器人，从设备信息片段中提取所采集的现场信息，从工作状态片段提取该机器人的工作状态信息，从工作模式字段提取该机器人的工作模式信息，从而实现了对机器人终端所在位置的现场信息以及机器人自身状态的采集。

根据本公开的又一个实施例，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例所述的方法。

根据本公开的又一个实施例，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述实施例所述的方法。

图5示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备500的示意性框图。如图所示，设备500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的计算机程序指令或者从存储单元508加载到随机访问存储器(RAM)503中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM503中，还可以存储设备500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

设备500中的多个部件连接至I/O接口505，包括：输入单元506，例如键盘、鼠标等；输出单元507，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元508，例如磁盘、光盘等；以及通信单元509，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元509允许设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元501执行上文所描述的各个方法和处理。例如，在一些实施例中，方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 502和/或通信单元509而被载入和/或安装到设备500上。当计算机程序加载到RAM 503并由CPU 501执行时，可以执行上文描述的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU 501可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种机器人系统信息采集方法，其特征在于，包括：

第一设备获取自身采集的现场信息；

发送所述第一消息报文至第二设备；

所述数值字段，用于记录传感器采集的现场信息数值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备信息片段还包括片段子类型字段，用于表示所述现场信息类型的子类型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设备信息片段还包括：

传感器扩展数据字段，用于记录传感器采集的额外信息；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一消息报文的帧结构中还包括记录所述自身状态信息的工作状态片段和工作模式片段；

所述工作状态片段，用于表示所述第一设备的工作状态；

所述工作模式片段，用于表示所述第一设备的工作模式。

5.一种机器人系统信息采集方法，其特征在于，包括：

解析所述第一消息报文以获取所述现场信息；

所述数值字段用于记录传感器采集的现场信息数值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设备信息片段还包括片段子类型字段，用于表示所述现场信息类型的子类型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述设备信息片段还包括：

传感器扩展数据字段，用于记录传感器采集的额外信息；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一消息报文的帧结构中还包括记录所述自身状态信息的工作状态片段和工作模式片段；

所述工作状态片段，用于表示所述第一设备的工作状态；

所述工作模式片段，用于表示所述第一设备的工作模式。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～8中任一项所述的方法。

10.一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，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的方法。