CN114872083B - 一种机器人定制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人定制系统，用于实现机器人系统的定制化配置，包括代码模块、业务模块和语义模块；所述语义模块，用于获取业务信息及识别所述业务信息生成初代模板，将所述初代模板发送至所述业务模块；所述代码模块，用于提供所述业务模块的编辑环境，以及用于控制所述机器人系统；所述业务模块，用于接收并存储所述初代模板，以及用于通过所述初代模板对所述机器人系统进行定制化配置。通过本申请，实现了非标准化、定制化、柔性化生产线中，不同需求下的项目快速开发，同时也提升了通用化模块的复用率，以及可靠性，降低了开发成本。

Description

一种机器人定制系统

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种机器人定制系统。

背景技术

随着近年来人工智能的飞速发展，机器人给各行各业带来的创新和对人类生活方式的改变不容小觑。技术的进步和造价的降低也让业界对机器人的研发不断升级，机器人正“越来越聪明”，且机器人也正逐渐进入人们的日常生活。

现有的各行各业中的机器人，其功能在出厂之前均已经定制完成，对于机器人生产厂商来说，每接到一类机器人的订单，则需要重新进行研发并调试，导致每生产一类机器人都需要花费很长时间，并且在对机器人进行后期维护和升级方面，仍需要机器人生产厂商提供开发人员进行维护或升级，其智能化程度低，不方便用户使用。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种机器人定制系统，以解决上述现有技术中的不足。

为解决上述问题，本发明提供了一种机器人定制系统，用于实现机器人系统的定制化配置，包括设于所述机器人系统中的代码模块、业务模块和语义模块；

所述语义模块，用于获取业务信息及识别所述业务信息生成初代模板，将所述初代模板发送至所述业务模块；

所述代码模块，用于提供所述业务模块的编辑环境，以及用于控制所述机器人系统；

所述业务模块，用于接收并存储所述初代模板，以及用于通过所述初代模板对所述机器人系统进行定制化配置；

其中，当通过所述语义模块获取到所述业务信息并生成所述初代模板后，所述语义模块将所述初代模板发送至所述业务模块，所述业务模块基于所述初代模板对所述机器人系统进行定制化配置，以使所述代码模块能够基于所述业务模块中的所述初代模板控制机器人执行相应操作。

本发明的有益效果是：通过将多机器人系统中的代码模块和需要定制化的业务模块分开设计，并将业务模块开放至用户，以使用户能够依据自身需求输入相应的业务信息，通过语义模块获取到业务信息并形成初代模板，以使业务模块能够基于初代模板对机器人系统进行定制化设计，从而实现了非标准化、定制化、柔性化生产线中，不同需求下的项目快速开发，也提升了通用化模块的复用率，以及可靠性，降低了开发成本。

优选的，所述机器人定制系统包括学习模块，所述学习模块用于所述机器人基于后期经验进行自主学习，以优化所述业务信息以形成最新模板并发送至所述业务模块。

优选的，所述业务模块基于所述初代模板或所述最新模板通过Blockly插件对所述机器人系统进行配置。

优选的，所述语义模块与所述学习模块以及所述代码模块分别与所述业务模块进行通信连接。

优选的，所述业务信息包括地图数据、机器人配置参数数据以及机器人工作行为数据，所述初代模板包括地图模板、机器人配置参数模板和机器人工作行为模板，所述地图数据、所述机器人配置参数数据以及机器人工作行为数据分别通过所述语义模块形成所述地图模板、所述机器人配置参数模板和所述机器人工作行为模板。

优选的，所述语义模块包括地图编辑单元，所述地图编辑单元用于提供地图编辑模板来输入相关所述地图数据，以形成所述地图模板。

优选的，所述业务模块包括地图管理单元、机器人信息管理单元和机器人行为库，所述地图模板、所述机器人配置参数模板和所述机器人工作行为模板分别通过云端的调度系统发送至所述地图管理单元、所述机器人信息管理单元和所述机器人行为库中。

优选的，所述业务模块包括信号传输单元，所述信号传输单元通过Websocket协议与所述云端的调度系统通信连接，且与机器人通信连接，所述信号传输单元用于向所述机器人和/或所述云端发送定制出的指令信息。

优选的，所述机器人的应用程序通过模块化编程与规则引擎拆分为所述代码模块和所述业务模块。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的机器人定制系统的结构框图。

主要元件符号说明：

代码模块	10	语义模块	30
				业务模块	20	学习模块	40

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本发明实施例中的机器人定制系统，用于实现机器人系统的定制化配置，需要说明的是，机器人定制系统为指挥工厂系统中的一个功能组件，通常为一个软件，可运行于平板、移动笔记本、外置台式机或其他终端上，并通过有线或无线的网络连接融入智慧工厂的软硬件系统中，通过TCP/IP协议发送给调度系统和机器人两个对象，机器人定制系统包括设于机器人系统中的代码模块10、业务模块20和语义模块30。

其中：语义模块30用于获取业务信息，以及用于将业务信息生成初代模板发送至业务模块20，语义模块30用于提供业务模块20的编辑环境，以及用于控制机器人系统，业务模块20用于接收并存储初代模板，以及用于通过初代模板对机器人系统进行定制化配置，需要说明的是，当通过语义模块30获取到业务信息并生产初代模板后，语义模块30将初代模板发送至业务模块20，业务模块20基于初代模板会对机器人系统进行定制化配置，以使代码模块10能够基于业务模块20找那个的初代模板控制机器人执行相应操作。

在本实施例中，代码模块10相当于机器人系统中的通用化功能模块，能够实现运算、决策等功能，例如，进行路径规划、任务分配、运动控制、状态采集等功能，也就是说，代码模块10相当于机器人系统的推理机/控制者。

在本实施例中，业务模块20能够用于机器人系统对不同的应用场景下不同的应用对象进行定制化配置，包括机器人运行的工厂地图、机器人自身的配置餐宿以及机器人在工厂中从事的工作行为，也就是说，业务模块20相当于机器人系统的专家系统。

需要说明的是，业务模块20是以数据库为载体的汇聚源，通过上述系统，在项目的初步开发阶段，由机器人供应商设计开发环境，即为对代码模块10进行通用化的开发设计，然后在项目初次部署时，由机器人开发商直接指导用户进行二次开发，即机器人开发商对用户进行简单培训，以使用户能够通过业务模块20对机器人进行二次开发，实现对机器人系统功能的定制化，以使机器人能够执行相关工作领域的工作任务，在项目的使用维护阶段，用户可以在机器人开发商后台知道下进行持续更新或通过机器人开发商在线OTA升级，实现了利用低代码编程或无代码编程以对业务模块20的编辑和开发，不仅提升了系统的柔性，提升了机器人系统的通用性和可靠性，还提供了机器人系统业务能力定制化开发的专属渠道，提高了系统的开发和部署效率。

在本实施例中，机器人系统的应用程序通过模块化编程或规则引擎的方法拆分为代码模块10和业务模块20。需要说明的是，业务模块20嵌入在代码模块10之中，以实现将业务决策从应用程序代码中分离出来，并使用预定义的语义模块30编写业务决策。

在本实施例中，机器人定制系统还包括学习模块40，学习模块40用于机器人系统基于后期经验进行自主学习，以优化业务信息以形成最新模板并发送至业务模块20，可以理解的，当机器人首次启动进行工作时，都需要用户通过语义模块30输入业务信息，该业务信息就是工作者在相应工作岗位上一些工作经验知识以及与工作岗位匹配的工作内容等，然后通过语义模块30将业务信息生成初代模板，且该模板的格式为XML格式，语义模块30生成得到初代模板后发送至业务模块20，以使业务模块20对机器人系统进行定制化配置，机器人能够根据现有的工作经验进行工作，然而，并在工作的过程中，也会遇到一些问题，并进行学习改进，然后通过大数据的分析，会对其中的共性内容总结并提取形成最新模板，例如在系统运行中，发现云端下发的指令经常表现为某些动作的组合，则这些动作组合作为机器人新的动作技能，增补到业务模块20的数据库中。

在本实施例中，语义模块30、学习模块40以及代码模块10分别与业务模块20进行通信连接，以此实现这四者之间的数据/信号传输。

在本实施例中，业务信息包括地图数据、机器人配置参数数据以及机器人工作行为数据，初代模板包括地图模板、机器人配置参数模板和机器人工作行为模板，地图数据、机器人配置参数数据以及机器人工作行为数据分别通过语义模块30形成地图模板、机器人配置参数模板和机器人工作行为模板。

在本实施例中，业务模块20包括地图管理单元、机器人信息管理单元和机器人行为库，地图模板、机器人配置参数模板和机器人工作行为模板均通过云端的调度系统分别发送至地图管理单元、机器人信息管理单元和机器人行为库中。

需要说明的是，地图数据为机器人系统工作区域内所牵涉到的各种要素，如区域的形状、长度、工位、充电桩、自动门、电梯等特殊点所在的位置、以及和机器人之间的互动模式；机器人配置参数数据为机器人各类参数设置，例如机器人的最低电量门限、运动速度、参数设置等；机器人工作行为数据为机器人的行为组，例如机器人对某个工位工件进行操作时的系列动作组合。

在本实施例中，语义模块30包括地图编辑单元、参数编辑单元和行为编辑单元，地图编辑单元用于提供地图编辑模板来编辑相关地图数据，以形成地图模板；参数编辑单元用于提供参数编辑模板来编辑机器人配置参数数据，以形成机器人配置参数模板，行为编辑单元用于提供行为编辑模板来编辑机器人工作行为数据，以形成机器人工作行为模板。需要说明的是，地图编辑模板的格式为XML格式，参数编辑模板的格式为Jason格式，行为编辑模板的格式为XML格式。

可以理解的，当编辑好地图数据后，生成的地图模板会发送至调度系统，以对多台机器人的任务进行调度，并对其运行进行监管，还会发送给机器人，以使机器人依据调度系统下发的指令，能够查询检索地图实现机器人的行走；

当编辑好机器人配置参数后，生成的机器人配置参数模板会发送给调度系统，以实现对机器人状态监管下的参数设置，例如机器人接收任务时的最低电量门限，以及还会发送给机器人，以实现对机器人运行的参数设置，例如机器人的移动速度；

当编辑好机器人工作行为后，生成的机器人工作行为模板会发送给调度系统，以形成工厂级的机器人工作库，以及作为后台管理系统对机器人能力的汇总记录，以及还会发送给机器人，以使当机器人接收到调度系统下发的任务ID时，通过查询机器人行为库，进而能够正确解读动作内容并执行对应的动作。

在本实施例中，业务模块20基于初代模板或最新模板通过Blockly插件对所述机器人系统进行配置。

在本实施例中，业务模块20包括信号传输单元，信号传输单元通过Websocket协议与云端的调度系统通信连接，信号传输单元用于向机器人和/或云端发送定制出的指令信息。

在具体实施时，通过将多机器人系统中的代码模块10和需要定制化的业务模块20分开设计，并将业务模块20开放至用户，以使用户能够依据自身需求输入相应的业务信息，通过语义模块30获取到业务信息并形成初代模板，以使业务模块20能够基于初代模块对机器人系统进行定制化设计，从而实现了非标准化、定制化、柔性化生产线中，不同需求下的项目快速开发，也提升了通用化模块的复用率，以及可靠性，降低了开发成本。

需要说明的是，上述的实施过程只是为了说明本申请的可实施性，但这并不代表本申请的机器人定制系统只有上述唯一一种实施流程，相反的，只要能够将本申请的机器人定制系统实施起来，都可以被纳入本申请的可行实施方案。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种机器人定制系统，用于实现机器人系统的定制化配置，其特征在于，包括代码模块、业务模块和语义模块；

所述语义模块，用于获取业务信息及识别所述业务信息生成初代模板，将所述初代模板发送至所述业务模块；

所述代码模块，用于提供所述业务模块的编辑环境，以及用于控制所述机器人系统；

所述业务模块，用于接收并存储所述初代模板，以及用于通过所述初代模板对所述机器人系统进行定制化配置；

其中，当通过所述语义模块获取到所述业务信息并生成所述初代模板后，所述语义模块将所述初代模板发送至所述业务模块，所述业务模块基于所述初代模板对所述机器人系统进行定制化配置，以使所述代码模块能够基于所述业务模块中的所述初代模板控制机器人执行相应操作，所述机器人的应用程序通过模块化编程与规则引擎拆分为所述代码模块和所述业务模块，所述业务模块嵌入在所述代码模块中，所述机器人定制系统还包括学习模块，所述学习模块用于通过对大数据的分析后，对其中共性内容总结并提取出最新模板。

2.根据权利要求1所述的机器人定制系统，其特征在于，所述业务模块基于所述初代模板或所述最新模板通过Blockly插件对所述机器人系统进行配置。

3.根据权利要求1所述的机器人定制系统，其特征在于，所述语义模块与所述学习模块以及所述代码模块分别与所述业务模块进行通信连接。

4.根据权利要求1所述的机器人定制系统，其特征在于，所述业务信息包括地图数据、机器人配置参数数据以及机器人工作行为数据，所述初代模板包括地图模板、机器人配置参数模板和机器人工作行为模板，所述地图数据、所述机器人配置参数数据以及机器人工作行为数据分别通过所述语义模块形成所述地图模板、所述机器人配置参数模板和所述机器人工作行为模板。

5.根据权利要求4所述的机器人定制系统，其特征在于，所述语义模块包括地图编辑单元，所述地图编辑单元用于提供地图编辑模板来输入相关所述地图数据，以形成所述地图模板。

6.根据权利要求4所述的机器人定制系统，其特征在于，所述业务模块包括地图管理单元、机器人信息管理单元和机器人行为库，所述地图模板、所述机器人配置参数模板和所述机器人工作行为模板分别通过云端的调度系统发送至所述地图管理单元、所述机器人信息管理单元和所述机器人行为库中。

7.根据权利要求6所述的机器人定制系统，其特征在于，所述业务模块包括信号传输单元，所述信号传输单元通过Websocket协议与所述云端的调度系统通信连接，且与机器人通信连接，所述信号传输单元用于向所述机器人和/或所述云端发送定制出的指令信息。