CN113671882A - 一种基于互联网的远程机器人控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于互联网的远程机器人控制系统及其控制方法，包括一个或多个机器人，每个所述机器人配置有处理器、传感器以及通信接口，其中，所述处理器用于控制所述机器人的执行机构、传感器数据采集、数据上传和下载，以及对获取的数据进行处理和执行；所述传感器用于数据的采集；服务器，所述服务器配置有通信接口，通过该通信接口与机器人的通信接口通信连接。该基于互联网的远程机器人控制系统实现了机器人的远程智能化控制，突破了机器人控制的距离，环境限制，且控制方式更加多样，机器人产生或运行数据可上传至服务器，机器人数据安全保障更高。

Description

一种基于互联网的远程机器人控制系统及其控制方法

技术领域：

本发明涉及机器人控制领域，具体而言是一种基于互联网的远程机器人控制系统及其控制方法。

背景技术：

目前大部分机器人，都由处理器控制，或通过遥控器直接控制，其控制操作距离较短，各机器人之间关联程度不高，而为单个机器人配备高性能处理器又大大增加了成本。因此，如何实现对机器人的远程控制成了亟待解决的技术问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可实现远程控制的基于互联网的远程机器人控制系统，该基于互联网的远程机器人控制系统控制方式灵活，机器人产生或运行数据可上传至服务器，由服务器直接控制机器人，机器人数据安全保障更高。

本发明的技术解决方案是，提供一种基于互联网的远程机器人控制系统，包括

一个或多个机器人，每个所述机器人配置有处理器、传感器以及通信接口，其中，所述处理器用于控制所述机器人的执行机构、传感器数据采集、数据上传和下载，以及对获取的数据进行处理和执行；所述传感器用于数据的采集；

服务器，所述服务器配置有通信接口，通过该通信接口与机器人的通信接口通信连接；

用户终端，所述用户终端用于用户的指令或数据输入，所述用户终端具有输入设备，所述输入设备可将用户任务指令进行输入并通过所述服务器接入或控制一个或多个所述机器人。

其中，所述传感器包括图像捕获设备、声音采集模块、卫星定位系统(包含但不限于美国GPS系统，中国北斗系统)、激光雷达、气压计、温度传感器、罗盘、惯性传感器、运动传感器、湿度传感器、热成像仪、可穿戴设备中的一个或多个的组合。所述输入设备包括鼠标，键盘，触摸屏，按键、电位器中的一种或其组合。

同时，所述通信接口可以使用有线/无线通信技术传输或接收数据，所述通信接口包括网线接口，通信线缆，WIFI模块，4G网络模块，5G网络模块、蓝牙和射频识别中的一种或多种的组合。

作为优选，所述机器人具有唯一的电子识别码，所述电子识别码与所述服务器的区块链一一对应建立链接，并通过所述服务器识别具有所述电子识别码的所述机器人。

作为优选，所述用户终端具有显示设备，能对图像或信息进行实时显示。

作为优选，所述机器人具有自检模块，通过自检模块对所述机器人的执行机构或所述传感器进行检测，并将结果发送至服务器；所述用户终端具有自检模块，用以检测自身各种输入设备及显示设备，并将检测结果上传至服务器。

作为优选，所述用户终端使用账号登录所述服务器，所述服务器对账号进行识别，判断其是否有控制所述机器人的权限。所述用户账号由用户注册保管，用于用户身份认证。

作为优选，所述服务器具有一个或多个所述机器人控制的最高权限。服务器应判断机器人和用户终端各种上传数据，判断其是否正常，是否有权限连接。

作为优选，所述服务器有多个，当一个服务器发生意外时，机器人和用户终端可接入另一个服务器继续运行。当机器人无法连接至服务器时，可通过切换网络模式，尝试接入服务器或备用服务器或其他服务器。

作为优选，服务器或用户端可预设执行程序，当服务器与用户终端的连接发生异常时，可根据预设执行程序完成机器人控制。

作为优选，所述机器人包括无人机、无人车、无人船、无人潜水器、以及固定机器人。

本发明还提供一种基于互联网的远程机器人控制系统的控制方法，包括以下步骤，

步骤1，机器人上电启动并完成自检，通过通信接口接入服务器；

步骤2，用户终端启动，并通过账号接入服务器；

步骤3，服务器对机器人和用户终端端进行使用权限检测，确定无误后完成机器人和用户终端的连接，并进行实时数据传输，将机器人传感器数据，任务执行情况等信息发送至服务器，服务器完成处理，并发送至用户终端进行显示；

步骤4，用户终端向服务器发出控制指令或服务器产生控制指令，服务器收到指令后，处理指令以及机器人的传感器数据，确认指令正确合法后，向机器人发出指令；

步骤,5，机器人收到指令后运行指令或刷新指令；

步骤,6，服务器不断刷新和处理机器人传感器数据及任务运行情况，直至用户发出或服务器产生停止结束指令；

步骤7，在任务运行中发生异常，服务器应立即发出保障机器人和其他人员财产安全的控制指令，并将异常情况反馈至用户终端。

采用以上技术方案后与现有技术相比，本发明具有以下优点：实现了机器人的远程智能化控制，突破了机器人控制的距离，环境限制，且控制方式更加多样，机器人产生或运行数据可上传至服务器，机器人数据安全保障更高；一些传感器采集到的复杂数据的处理，如大量图片信息，可通过机器人将数据传输给服务器，通过服务器进行处理，将处理后的结果或指令发送给机器人，从而降低了机器人的处理器要求，降低了机器人制造成本，并且，机器人在运行过程中产生数据可保持在服务器上，数据安全程度更高，方便后期数据提取及下载。

具体实施方式：

下面就具体实施方式对本发明作进一步说明：

实施例1

一种基于互联网的远程机器人控制系统，包括

一个或多个机器人，每个所述机器人配置有处理器、传感器以及通信接口，其中，所述处理器用于控制所述机器人的执行机构、传感器数据采集、数据上传和下载，以及对获取的数据进行处理和执行；所述传感器用于数据的采集，保证机器人基础任务运行；机器人上可搭载一些任务模块，如机械臂，一些驱动开关，数据采集器等，并且，机器人应具备一些简单的执行基础命令功能，如前进，后退，爬升，下降等；

服务器，所述服务器配置有通信接口，通过该通信接口与机器人的通信接口通信连接；

用户终端，所述用户终端用于用户的指令或数据输入，所述用户终端具有输入设备，所述输入设备可将用户任务指令进行输入并通过所述服务器接入或控制一个或多个所述机器人。

其中，所述传感器包括图像捕获设备、声音采集模块、卫星定位系统(包含但不限于美国GPS系统，中国北斗系统)、激光雷达、气压计、温度传感器、罗盘、惯性传感器、运动传感器、湿度传感器、热成像仪、可穿戴设备中的一个或多个的组合。

同时，所述通信接口可以使用有线/无线通信技术传输或接收数据，所述通信接口包括网线接口，通信线缆，WIFI模块，4G网络模块，5G网络模块、蓝牙和射频识别中的一种或多种的组合。由于各部分可通过线缆接入互联网，可无视强电磁干扰或各种电磁屏蔽问题，有极大的抗干扰能力。

机器人所搭载的处理器，拥有数据接收及发送功能，执行一些基础指令的功能，能接收并识别服务器发送来的指令，处理器可以包括例如微处理器、中央处理器(CPU)、处理器核心、多处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。

用户终端包括电脑，手机，以及专业的嵌入式开发板，所述用户终端具有显示设备，可现实机器人所采集的图像视频信息显示，以及各种其他传感器信息，机器人任务执行情况，用户操作情况等信息现实。并且，用户终端应具有输入设备，包括触摸屏，键盘，鼠标，按键，电位器等，可将用户任务指令进行输入，然后通过用户终端上传至服务器。

每个机器人拥有唯一固定编号，用于机器人类型，个体识别，可通过区块链技术或者现有的其他技术来实现。本实施例中，所述机器人具有唯一的电子识别码，所述电子识别码与所述服务器的区块链一一对应建立链接，并通过所述服务器识别具有所述电子识别码的所述机器人。从而建立全球唯一的电子识别码。

作为进一步的改进方式，所述用户终端使用账号登录所述服务器，所述服务器对账号进行识别，判断其是否有控制所述机器人的权限。所述用户账号由用户注册保管，用于用户身份认证。用户终端账号包括账号或电子识别码。例如电脑或手机可使用账号，嵌入式开发板可使用账号或电子识别码。

另外，所述机器人具有自检模块，通过自检模块对所述机器人的执行机构或所述传感器进行检测，并将结果发送至服务器；所述用户终端具有自检模块，用以检测自身各种输入设备及显示设备，并将检测结果上传至服务器。

服务器可判断机器人和用户终端各种上传数据，判断其是否正常，是否有权限连接；服务器可同时连接多个机器人，多个用户终端，且包括不同种类的机器人和用户终端。所述机器人包括无人机、无人车、无人船、无人潜水器、以及固定机器人。

而且，服务器应完成机器人和用户终端的连接，不局限与一对一，也可是一对多或多对一。或者直接由服务器控制一个或多个机器人。特别是对于一些复杂任务，可由服务器直接控制多个机器人协调配合共同完成。

进一步的，服务器拥有机器人控制最高权限，服务器应判断机器人和用户终端各种上传数据，判断其是否正常，是否有权限连接。服务器传送给机器人的指令是服务器处理过的用户数据指令。当然，如大多数服务器一样，服务器拥存储空间，可对机器人运行过程中的数据，用户终端的数据进行存储，后期可调用查看。

服务器对机器人的控制，应是合理合法的。即不能违反法律法规，或损害他人或集体的权利。

对于一些有风险的任务指令，服务器需询问用户端，得到授权后，由用户端承担后果或责任。

作为进一步的优化，服务器可以不止一个，可设有备用或多个服务器，当一个服务器发生意外时，机器人和用户终端应接入另一个或备用服务器继续运行。并且，当多个机器人或多类型机器人需要相互配合时，服务器可进行选择性的将数据进行交叉共享，对机器人控制指令进行统一调度。机器人传感器采集到的一些复杂数据，如图片等，机器人本身处理器来不及处理的情况下，可将数据发送至服务器，服务器处理后将数据或指令发送至机器人。

其次，机器人应具有一些异常处理程序，用于在运行时，遇到服务器中断后突发情况的处理。当一个服务器发生意外时，机器人和用户终端可接入另一个服务器继续运行。当机器人无法连接至服务器时，可通过切换网络模式，尝试接入服务器或备用服务器或其他服务器。

作为优选，服务器或用户端可预设执行程序，当服务器与用户终端的连接发生异常时，可根据预设执行程序完成机器人控制。也就是说，当服务器与连接用户终端发生异常情况时，服务器应根据预设执行程序单独完成机器人控制。当机器人与服务器连接出现异常，且多次尝试无法恢复连接时，机器人可根据环境情况，执行一些预设的紧急程序，以保障周围人员财产安全以及机器人自身安全。

当服务器与连接用户终端发生异常情况时时，可通过备用方式连接用户，如短信，邮件等。

同时，当服务器与连接用户终端发生异常情况时时，可以尝试连接用户预留的其他用户终端。

上述基于互联网的远程机器人控制系统的控制方法，包括以下步骤，

步骤1，机器人上电启动并完成自检，通过通信接口接入服务器；

步骤2，用户终端启动，并通过账号接入服务器；

步骤3，服务器对机器人和用户终端端进行使用权限检测，确定无误后完成机器人和用户终端的连接，并进行实时数据传输，将机器人传感器数据，任务执行情况等信息发送至服务器，服务器完成处理，并发送至用户终端进行显示；

步骤4，用户终端向服务器发出控制指令或服务器产生控制指令，服务器收到指令后，处理指令以及机器人的传感器数据，确认指令正确合法后，向机器人发出指令；

步骤,5，机器人收到指令后运行指令或刷新指令；

步骤,6，服务器不断刷新和处理机器人传感器数据及任务运行情况，直至用户发出或服务器产生停止结束指令；

步骤7，在任务运行中发生异常，服务器应立即发出保障机器人和其他人员财产安全的控制指令，并将异常情况反馈至用户终端。

本发明具有以下优点：实现了机器人的远程智能化控制，突破了机器人控制的距离，环境限制，且控制方式更加多样，机器人产生或运行数据可上传至服务器，机器人数据安全保障更高；一些传感器采集到的复杂数据的处理，如大量图片信息，可通过机器人将数据传输给服务器，通过服务器进行处理，将处理后的结果或指令发送给机器人，从而降低了机器人的处理器要求，降低了机器人制造成本，并且，机器人在运行过程中产生数据可保持在服务器上，数据安全程度更高，方便后期数据提取及下载。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构或等效流程变换，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：包括

一个或多个机器人，每个所述机器人配置有处理器、传感器以及通信接口，其中，所述处理器用于控制所述机器人的执行机构、传感器数据采集、数据上传和下载，以及对获取的数据进行处理和执行；所述传感器用于数据的采集；

服务器，所述服务器配置有通信接口，通过该通信接口与机器人的通信接口通信连接；

用户终端，所述用户终端用于用户的指令或数据输入，所述用户终端具有输入设备，所述输入设备可将用户任务指令进行输入并通过所述服务器接入或控制一个或多个所述机器人。

2.根据权利要求1所述的基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：所述机器人具有唯一的电子识别码，所述电子识别码与所述服务器的区块链一一对应建立链接，并通过所述服务器识别具有所述电子识别码的所述机器人。

3.根据权利要求1所述的基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：所述用户终端具有显示设备，能对图像或信息进行实时显示。

4.根据权利要求1所述的基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：所述机器人具有自检模块，通过自检模块对所述机器人的执行机构或所述传感器进行检测，并将结果发送至服务器；所述用户终端具有自检模块，用以检测自身各种输入设备及显示设备，并将检测结果上传至服务器。

5.根据权利要求1所述的基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：所述用户终端使用账号登录所述服务器，所述服务器对账号进行识别，判断其是否有控制所述机器人的权限。

6.根据权利要求1所述的基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：所述服务器具有一个或多个所述机器人控制的最高权限。

7.根据权利要求1所述的基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：所述服务器有多个，当一个服务器发生意外时，机器人和用户终端可接入另一个服务器继续运行。

8.根据权利要求1所述的基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：服务器或用户端可预设执行程序，当服务器与用户终端的连接发生异常时，可根据预设执行程序完成机器人控制。

9.根据权利要求1所述的基于互联网的远程机器人控制系统，其特征在于：所述机器人包括无人机、无人车、无人船、无人浅水器、以及固定机器人。

10.根据权利要求1-9任一项所述的基于互联网的远程机器人控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1，机器人上电启动并完成自检，通过通信接口接入服务器；

步骤2，用户终端启动，并通过账号接入服务器；

步骤3，服务器对机器人和用户终端端进行使用权限检测，确定无误后完成机器人和用户终端的连接，并进行实时数据传输，将机器人相关信息发送至服务器，服务器完成处理，并发送至用户终端进行显示；

步骤4，用户终端向服务器发出控制指令或服务器产生控制指令，服务器收到指令后，处理指令以及机器人的传感器数据，确认指令正确合法后，向机器人发出指令；

步骤,5，机器人收到指令后运行指令或刷新指令；

步骤,6，服务器不断刷新和处理机器人传感器数据及任务运行情况，直至用户发出或服务器产生停止结束指令；

步骤7，在任务运行中发生异常，服务器应立即发出保障机器人和其他人员财产安全的控制指令，并将异常情况反馈至用户终端。