CN112083723A - 一种自行走设备、控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种自行走设备、控制系统及控制方法。该自行走设备包含：第一控制模块及第二控制模块，第一控制模块包含通信模块，其用以通过网络连接后台运维终端；第二控制模块电性连接第一控制模块，第二控制模块包含第一控制组件及第二控制组件，第一控制组件及第二控制组件分别连接第一控制模块，第二控制模块接收并响应第一控制模块的指令或后台运维终端的指令，以控制自行走设备。这样后台运维终端可通过网络连接到通信模块以实现后台运维终端虚拟至第一控制模块侧，通过第一控制模块控制第二控制模块，实现对自行走设备的远程访问控制、对自行走设备的远程安装、维护管理。该方法自行走设备上的核心控制从本地转移到云端，以降低设备成本。
Description
技术领域
本申请涉及远程遥控技术领域，具体的涉及一种自行走设备、控制系统及控制方法。
背景技术
智能设备尤其是自行走设备在实际使用中，需技术人员现场安装调试，配置参数，构建地图，耗时费力，客户体验差。后续使用过程中场景复杂且环境易变，易发生技术故障，需要及时更新，远程管理及维护。
当前新兴的人工智能算法，对硬件要求越来越高，导致机器人硬件成本高。当前机器安装不仅需要安装硬件，还需要技术人员现场配置软件参数，构建地图，并进行相应调试，对安装人员要求高，费时费力。也有通过远程的方式进行运维，其主要通过这两种方式实现：
a,工程师需要去现场，通过连接设备，通过局域网访问设备，查看日志，修改程序代码和相关参数，实现对设备的维护。该方式下，需要工程师前往设备现场，显然维护成本高，及时性差。
b,搭建后台服务器，机器运行过程中的日志实时上传给后台，通过查看日志，分析设备状态和问题原因，然后再通过服务器后台远程更新设备程序。该方式下日志包含信息相对较少，分析困难，很难自由的查看所有设备节点信息。由于机器人由多个设备组成，需要为其编写相应的数据传输协议和和数据接口，增加额外工作量。
因此需要一种新的自行走设备设备的远程安装、运维方法。
发明内容
为克服上述缺陷，本申请的目的在于提供一种自行走设备、控制系统及控制方法，以提升智能设备尤其是服务机器人的远程运维便利性和及时性。
为了达到以上目的，本申请如下技术方案：
一种自行走设备，其特征在于，包含：第一控制模块及第二控制模块，所述第一控制模块包含通信模块，所述通信模块用以通过网络连接后台运维终端；
所述第二控制模块电性连接所述第一控制模块，所述第二控制模块包含第一控制组件及第二控制组件，所述第一控制组件及第二控制组件分别连接第一控制模块，所述第二控制模块接收并响应所述第一控制模块的指令或后台运维终端的指令，以控制所述自行走设备。该第一控制模块经充分授权以控制第二控制模块，这样后台运维终端通过通信模块以实现后台运维终端虚拟至第一控制模块侧，通过第一控制模块控制第二控制模块，实现对自行走设备的远程访问控制、对自行走设备的远程安装、维护管理。
在一实施方式中，第一控制组件及第二控制组件集成于一体，所述第二控制组件基于接收的第一控制组件的指令或所述第一控制模块的指令以控制所述自行走设备移动至目的地。
在一实施方式中，第二控制模块包含：
导航模块、电机控制模块及数据采集模块，
所述电机控制模块电性连接驱动电机或驱动电机及转向电机，基于指令控制驱动电机或驱动电机及转向电机；
所述数据采集模块，以在所述自行走设备静止和/或移动的过程中采集其周边的信息并传输至第一控制组件；
所述导航模块，以引导所述自行走设备至目的地。
本申请实施例提供一种自行走设备的控制系统，其包含上述的自行走设备及后台运维终端，所述后台运维终端通过网络连接所述通信模块进而连接至第一控制模块。这样后台运维终端与自行走设备进行信息交互，第二控制模块将采集的信息实时的反馈至后台运维终端。该系统下，第二控制模块可接收后台运维终端的指令并响应该指令。
在一实施方式中，后台运维终端成功连接第一控制模块后，后台运维终端获得第一控制模块预设的控制权限并基于第一控制模块远程控制和/或升级所述自行走设备。预设的控制权限为自行走设备核心系统在内的所有系统的控制权限。
在一实施方式中，第二控制模块基于数据采集模块采集获得的地图变更信息传送给后台运维终端，以便出现未知的情况下获得后台的协助。
在一实施方式中，第二控制模块基于获得的数据采集模块采样的信息实时的调整自行走设备的移动速度和/或姿势并将适应的指令发送至导航模块，
所述导航模块接收并将其传输至所述运动控制模块，所述运动控制模块接收并响应所述指令控制所述自行走设备。
本申请实施例提供一种自行走设备的控制方法，其特征在于，所述自行走设备包含第一控制模块及第二控制模块，所述第一控制模块连接第二控制模块并进行信息交互，所述第一控制模块包含通信模块，所述控制方法包含如下步骤：
S1.后台运维终端基于网络连接通信模块进而连接至第一控制模块、
S2.后台运维终端获得第一控制模块预设的控制权限(控制权限包括：核心控制系统权限和/或固件升级权限，如自行走设备的核心系统在内的所有系统都可以升级及核心系统外的其他系统可以升级)，
S3.后台运维终端基于第一控制模块控制第二控制模块或获取自行走设备的信息。
在一实施方式中，步骤S3中包含，后台运维终端基于第一控制模块控制第二控制模块第一控制组件和/或第二控制组件。
在一实施方式中，步骤S3中包含，获取自行走设备的信息至少包含自行走设备的状态数据、位置数据、任务数据、实时数据、历史数据或传感器数据中的一种或其组合。
有益效果
本申请提出的控制系统，后台运维终端能够实现以局域网的方式访问异地机器人设备，无需额外复杂操作，即可监视机器人状态，获取机器人运行数据，快速更新机器人配置，升级程序。本申请的控制方法后台运维终端操作人员具有充分的权限对第一控制模块和/或第二控制模块进行调试，这样无需额外复杂操作，即可监视机器人状态，获取机器人运行数据，进行快速更新机器人配置，升级程序。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本申请实施例的自行走设备的功能模块示意图；
图2为本申请实施例的第一控制模块与第二控制模块连接的功能示意图；
图3为本申请实施例的自行走设备的远程控制系统功能模块示意图；
图4为本申请实施例的自行走设备的远程控制方法示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
本申请实施方式提出一种自行走设备的远程运维系统及控制方法，该自行走设备，包含：第一控制模块及第二控制模块，第一控制模块电性连接第二控制模块，第一控制模块包含通信模块，通信模块用以通过网络连接后台运维终端，后台运维终端(也称运维终端)远程控制所述第一控制模块；第二控制模块基于指令以控制所述自行走设备的导航、路径规划和运动中的至少一种。这样远端的后台运维终端可通过公共网络连接到通信模块，形成局域网从而实现后台运维终端虚拟至第一控制模块侧，通过第一控制模块控制第二控制模块，实现对自行走设备的远程访问控制。这样实现对自行走设备的远程安装(如程序升级、调试、卸载等)、维护管理。该方法下自行走设备上的核心控制从本地转移到云端，从而降低设备成本。相较于第一控制模块仅接收后台运维终端的指令动作进行，本申请的控制方法后台运维终端侧的操作人员具有充分的权限对第一控制模块和/或第二控制模块进行调试。这样自行走设备出现故障或需要升级时，远程维护。
接下来结合附图来详细描述本申请实施方式。
如图1为所示为本申请实施例的自行走设备的功能模块示意图；该自行走设备包含第一控制模块及第二控制模块，该第一控制模块与第二控制模块进行信息交互，该第一控制模块电性连接第二控制模块，基于指令第一控制模块控制第二控制模块，该第一控制模块包含通信模块，该通信模块连接远程终端(如，运维终端)，这样处于异地的后台运维终端通过公共网络访问到该通信模块，进而连接第一控制模块从而实现对自行走设备的远程控制(如程序升级、调试、卸载等)。这样的架构下后台运维终端通过网络远程连接第一控制模块并基于第一控制模块控制自行走设备的程序升级、调速、卸载等，相较于第一控制模块仅接收后台运维终端的指令动作进行，本申请实施例的控制方法，后台运维终端的操作人员具有充分的权限对第一控制模块和/或第二控制模块进行调试，进而控制连接的自行走设备。
在一实施方式中，该第二控制模块包含第一控制组件、第二控制组件如图2所示，该第二控制组件及第一控制组件分别电性连接至第一控制模块。这样该第二控制组件及第一控制组件不直接相连接，仅在某些状态下通过第一控制模块电性相连进行信息交互。这样的设计，可简化第二控制组件及第一控制组件的硬件配置。较佳的，该第二控制组件(也称下位机模块)接收并响应第一控制组件(也称上位机模块)或第一控制模块的指令控制自行走设备至目的地。较佳的，该第二控制组件在移动的过程中实时的将采样的信息反馈至第一控制模块或后台运维终端。第一控制组件用以确认自行走设备是否基于指令至目的地。较佳的，第一控制组件基于后台运维终端的指令或第一控制模块的指令规划其控制的自行走设备的运行轨迹和/或任务并经第一控制模块传输至第二控制组件。在一实施方式中，后台运维终端通过网络连接至第一控制模块，可将指令直接传输给第二控制组件，第二控制组件接收并响应该指令控制自行走设备。本实施方式中，第一控制模块包含通信模块，通过该通信模块连接至后台运维终端。通过这样的设计，这样后台的运维终端可通过公共网络访问到该通信模块，进而连接至自行走设备(在某系场合可连接至多台自行走设备)，从而实现对自行走设备的远程访问并控制该自行走设备。较佳的，该第二控制组件包含导航模块、电机控制模块及数据采集模块等，通过第二控制模块实现自行走设备基于指令移动至目的地。该电机控制模块电性连接驱动电机或驱动电机及转向电机，基于指令控制驱动电机或驱动电机及转向电机。在自行走设备移动/运行的过程中数据采集模块采集其其周边的信息并传输至第一控制组件，第一控制组件接收并响应采样的信息以实现控制自行走设备的导航、路径规划和运动控制。在一实施方式中，该第一控制组件包含人机交互模块，其用以接收运行、目的地等指令，路径规划及导航模块基于接收的信息规划出自行走设备的导航信息传输至第二控制组件，第二控制组件接收并响应该信息控制自行走设备运行。在一实施方式中，该通信模块连接到外网，通信方式包括但不限于有线网络连接，无线连接如移动4G，5G等实现互联网访问，这样异地后台的运维终端可通过公共网络访问到该通信模块，从而实现对自行走设备的远程访问并控制该自行走设备。在一实施方式中，该第一控制组件与第二控制组件集成到一个模块中，这样该集成的模块同时具有第一控制组件与第二控制组件的功能。
在一实施方式中，数据采集模块包含，复数配置于自行走设备的传感器。
在一实施方式中，该自行走设备配置有传感器，以基于预设的指令进行数据信息采集；电机驱动模块，以基于指令控制自行走设备的移动；逻辑控制模块，其控制自行走设备的运行，而将复杂的算法处理放置在后台运维终端，这样可简化自行走设备的硬件配置，降低硬件成本。
如图3所示为本申请实施例的自行走设备通过网络连接台运维终端示意图；运维终端(也称远端服务器)，在自行走设备运行或维护时该运维终端通过网络连接至自行走设备的第一控制模块的通信模块、进而连接至第一控制模块。成功连接第一控制模块后实现远程对自行走设备进行调试、安装及维护管理。在一实施方式中，自行走设备移动路径等的控制指令由后台运维终端控制。本实施方式中，通信模块具有上网功能(通过WIFI、4G/5G、有线或者移动数据等)，其与后台运维终端通过通信模块桥接，以构建虚拟局域网。实现虚拟局域网之后，后台运维终端具有充分的权限控制机器人，实现地图构建，获取机器人各项传感器采集的数据信，并依据该信息调整自行走设备。这样，基于建立的虚拟局域网，将复杂的人工智能算法放置在云服务器或者后台终端，从而降低机器人硬件复杂性和性能要求，降低成本。在维护时可及时修正软件的错误，以实现快速的解决发现的(软件/硬件的)问题。远程无法对应时，可进行现场处理，这样提高自行走设备的维护效率。
在一实施方式中，该通信模块通过加密的方式与后台运维终端连接进行信息交互，这样避免泄露传输信息。
在一实施方式中，该后台运维终端连接至自行走设备后以局域网的方式访问(控制)异地机器人设备，而无需额外复杂操作，即可监视机器人状态，获取机器人运行数据。必要时快速维护自行走设备如更新机器人的配置，固件升级等，这样可以简化安装流程，降低对安装人员的要求。
在一实施方式中，上述的自行走设备应用于控制自行走设备的控制系统中，该控制系统还包含，后台运维终端，该后台运维终端通过有线或无线的方式连接通信模块进而连接至第一控制模块。较佳的，后台运维终端成功连接第一控制模块后，后台运维终端基于第一控制模块远程控制所述自行走设备。较佳的，第二控制模块基于数据采集模块采集获得的地图变更信息传送给后台运维终端，以便出现未知的情况下获得后台的协助。较佳的，第二控制模块基于获得的数据采集模块采样的信息实时的调整自行走设备的移动速度和/或姿势并将适应的指令发送至导航模块，该导航模块接收并将其传输至运动控制模块，运动控制模块接收并响应指令控制所述自行走设备。
接下来结合图4来描述上述自行走设备的远程控制方法，该自行走设备包含第一控制模块及第二控制模块，该第一控制模块连接第二控制模块并进行信息交互，该第一控制模块包含通信模块，远程控制方法包含如下步骤：
S1.远端的后台运维终端基于网络连接第一控制模块的通信模块进而连接至第一控制模块、
S2.获得第一控制模块预设的控制权限；
S3.基于第一控制模块远程控制第二控制模块(如，第二控制模块调试、安装及维护管理、数据查阅、复制等)。该控制方法下，远端服务器可以自动处理数据也可以人工干预处理数据，当自行走设备通过远端服务器处理数据时，凭借远端服务器更强大的数据处理能力，更高效的处理复杂任务，同时机器人本体对数据处理的要求降低甚至取消，简化了机器人系统，降低了硬件要求。
在人工干预下，可以通过通信模块与机器人搭建的虚拟局域网络更深度的获取数据和/或控制机器人。
在一实施方式中，S3之后还包含，操作完成后解除获得的权限，断开与第一控制模块的连接。
在一实施方式中，第二控制模块包含第一控制组件及第二控制组件，后台运维终端基于第一控制模块远程控制第一控制组件和/或第二控制组件。
上述实施方式的自行走设备，包含：第一控制模块及第二控制模块，第一控制模块包含通信模块，通信模块用以通过网络连接后台运维终端，第一控制模块电性连接第二控制模块，基于指令第一控制模块控制第二控制模块，第二控制模块以控制所述自行走设备的导航、路径规划和运动中的至少一种。这样异地后台的运维终端可通过公共网络连接到通信模块，从而实现对自行走设备的远程访问控制，本申请实施例控制方法，后台运维终端操作具有充分的权限对自行走设备的第一控制模块和/或第二控制模块进行控制、调试或固件升级等操作，实现对自行走设备的远程安装、维护管理。该方法下自行走设备上的核心控制从本地转移到云端，从而降低设备成本。
上述实施方式中，自行走设备/智能自行走设备可为移动机器人，其基于指令传送物品(如，客户预定的物品)或移动至目的地以完成任务。
在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。复数理解为多个。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自行走设备，其特征在于，包含：第一控制模块及第二控制模块，所述第一控制模块包含通信模块，所述通信模块用以通过网络连接后台运维终端；
所述第二控制模块电性连接所述第一控制模块，所述第二控制模块包含第一控制组件及第二控制组件，
所述第一控制组件及第二控制组件分别连接第一控制模块，
所述第二控制模块接收并响应所述第一控制模块的指令或后台运维终端的指令，以控制所述自行走设备。
2.如权利要求1所述的自行走设备，其特征在于，所述第一控制组件及第二控制组件集成于一体，所述第二控制组件基于接收的第一控制组件的指令或所述第一控制模块的指令以控制所述自行走设备移动至目的地。
3.如权利要求1或2所述的自行走设备，其特征在于，所述第二控制模块包含：
导航模块、电机控制模块及数据采集模块，
所述电机控制模块电性连接驱动电机或驱动电机及转向电机，基于指令控制驱动电机或驱动电机及转向电机；
所述数据采集模块，以在所述自行走设备静止和/或移动的过程中采集其周边的信息并传输至第一控制组件；
所述导航模块，以引导所述自行走设备至目的地。
4.一种自行走设备的控制系统，其特征在于，包含如权利要求1-3中任一项所述的自行走设备及后台运维终端，所述后台运维终端通过网络连接所述通信模块进而连接至第一控制模块。
5.如权利要求4所述的自行走设备的控制系统，其特征在于，所述后台运维终端成功连接第一控制模块后，后台运维终端获得第一控制模块预设的控制权限并基于第一控制模块远程控制和/或升级所述自行走设备。
6.如权利要求4所述的自行走设备的控制系统，其特征在于，所述第二控制模块基于数据采集模块采集获得的地图变更信息传送给后台运维终端，以便出现未知的情况下获得后台的协助。
7.如权利要求4所述的自行走设备的控制系统，其特征在于，所述第二控制模块基于获得的数据采集模块采样的信息实时的调整自行走设备的移动速度和/或姿势并将适应的指令发送至导航模块，
所述导航模块接收并将其传输至所述运动控制模块，所述运动控制模块接收并响应所述指令控制所述自行走设备。
8.一种自行走设备的控制方法，其特征在于，所述自行走设备包含第一控制模块及第二控制模块，所述第一控制模块连接第二控制模块并进行信息交互，所述第一控制模块包含通信模块，所述控制方法包含如下步骤：
S1.后台运维终端基于网络连接通信模块进而连接至第一控制模块、
S2.后台运维终端获得第一控制模块预设的控制权限，
S3.后台运维终端基于第一控制模块控制第二控制模块或获取自行走设备的信息。
9.如权利要求8所述的自行走设备的控制方法，其特征在于，
所述步骤S3中包含，后台运维终端基于第一控制模块控制第二控制模块第一控制组件和/或第二控制组件。
10.如权利要求8所述的自行走设备的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中包含，获取自行走设备的信息至少包含自行走设备的状态数据、位置数据、任务数据、实时数据、历史数据或传感器数据中的一种或其组合。
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