CN117472068A - 一种不良网络场景下的机器人控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种不良网络场景下的机器人控制方法及系统，涉及机器人控制的技术领域，其方法包括：接收操控设备发送的移动指令；根据接收到的移动指令更新里程信息并基于里程信息进行移动；在移动过程中，若重新接收到移动指令，则丢弃当前的里程信息并依据需要移动的距离更新里程信息；在移动过程中，判断里程信息是否已经消耗完；若未消耗完，则机器人继续进行移动并基于车轮编码器的反馈得到移动距离；将当前的里程信息减去移动距离得到需要移动的距离并依据需要移动的距离更新里程信息，重新判断里程信息是否已经消耗完；若已经消耗完，则停止移动。
Description
技术领域
本申请涉及机器人控制的技术领域，尤其是涉及一种不良网络场景下的机器人控制方法及系统。
背景技术
现有技术中，使用无线通信技术，如Wi-Fi和5G，建立起操作者与机器人之间的连接。通过设计和实施专门的远程操控协议，例如TCP/IP，通过操控设备（如智能手机、电脑）上的应用程序将指令发送到机器人，从而实现远程控制。这种操控方式能够有效地控制机器人的移动状态，包括前进、后退、停止等动作。
然而，当网络环境不良时，可能会出现接收方延迟收到数据包、甚至未收到数据包的情况。这会导致操控延迟，使得用户在执行停止操作后，机器人仍可能继续运动，从而带来安全隐患。因此，需要攻克这一技术难题。
发明内容
为了至少部分解决上述技术问题，本申请提供了一种不良网络场景下的机器人控制方法及系统。
第一方面，本申请提供的一种不良网络场景下的机器人控制方法采用如下的技术方案。
一种不良网络场景下的机器人控制方法，包括：
接收操控设备发送的移动指令；所述移动指令是所述操控设备的控制按钮处于被操控状态时向机器人发送的指令；
根据接收到的所述移动指令更新里程信息并基于所述里程信息进行移动；所述里程信息包括移动距离及转动角度；
在移动过程中，若重新接收到移动指令，则丢弃当前的所述里程信息并依据需要移动的距离更新里程信息；
在移动过程中，判断里程信息是否已经消耗完；
若未消耗完，则机器人继续进行移动并基于车轮编码器的反馈得到移动距离；将当前的里程信息减去所述移动距离得到需要移动的距离并依据所述需要移动的距离更新所述里程信息，重新判断里程信息是否已经消耗完；
若已经消耗完，则停止移动。
可选的，所述移动指令中包括：指令发送时间、移动状态及里程信息；所述操控设备与所述机器人的通信数据格式包括：指令发送时间的数据长度为六位、移动状态的数据长度为两位；所述移动状态包括前进、后退、左转及右转；所述里程信息的数据长度为四位。
可选的，设置操控设备与机器人的通信频率为P；在所述机器人移动的过程中，判断所述机器人的移动速度是否大于基准值；若大于，则控制所述通信频率P随移动速度的增加而增加。
可选的，所述移动距离d和转动角度r基于数据帧频率p与行驶速度v、角速度决定；其中，/>。
可选的，在接收到移动指令之后，所述方法还包括：
基于目前时间及指令发送时间得到两者的时间差；
判断所述时间差是否大于预设的可接收时间差；若是，则判断数据帧无效，进行丢弃；若否，则判断数据帧有效，更新里程信息。
可选的，所述操控设备与所述机器人通过TCP/IP协议进行通信。
可选的，所述机器人的运动机制包括：
机器人将里程信息进行存储，里程信息根据收到的数据帧进行覆写并基于车轮编码器反馈运动数据进行改变。
第二方面，本申请提供的一种不良网络场景下的机器人控制方法采用如下的技术方案。
一种不良网络场景下的机器人控制系统，包括：
第一处理模块，用于：接收操控设备发送的移动指令；所述移动指令是所述操控设备的控制按钮处于被操控状态时向机器人发送的指令；
第二处理模块，用于：根据接收到的所述移动指令更新里程信息并基于所述里程信息进行移动；所述里程信息包括移动距离及转动角度；
第三处理模块，用于：在移动过程中，若重新接收到移动指令，则丢弃当前的所述里程信息并依据需要移动的距离更新里程信息；
第四处理模块，用于：在移动过程中，判断里程信息是否已经消耗完；
第五处理模块，用于：若未消耗完，则机器人继续进行移动并基于车轮编码器的反馈得到移动距离；将当前的里程信息减去所述移动距离得到需要移动的距离并依据所述需要移动的距离更新所述里程信息，重新判断里程信息是否已经消耗完；
第六处理模块，用于：若已经消耗完，则停止移动。
第三方面，本申请公开一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有被处理器加载并执行上述的任一方法的计算机程序。
第四方面，本申请公开一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述的任一方法的计算机程序。
通过采用上述的技术方案，从发送指令上改变，由控制机器人启动、停止等状态指令转为控制机器人运动距离等任务指令，使用车轮编码器信息来判断是否移动相应距离，直到完成指令所要求的移动距离，机器人才会停止，使用大量任务指令代替状态指令，消除了接收不到停止指令、延迟收到停止指令、指令堆积带来的安全隐患。最终达到了一种在高延迟、网络波动大的场景下，实现操控机器人即时停止的效果。
附图说明
图1是本申请实施例一种不良网络场景下的机器人控制方法的流程图；
图2是一种不良网络场景下的机器人控制方法的一种具体实现方式的流程图；
图3是判断里程信息是否消耗完的一种具体实现方式的流程图；
图4是在高延迟环境下对数据帧进行处理的一种具体实现方式；
图5是本申请实施例一种不良网络场景下的机器人控制系统的系统框图；
图中，201、第一处理模块；202、第二处理模块；203、第三处理模块；204、第四处理模块；205、第五处理模块；206、第六处理模块。
具体实施方式
下面结合附图1-5和具体实施例对本申请作进一步说明：
首先，这里需要说明的是：在本申请的描述中，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等方位词，其所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，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制；此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”等数字量词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接、过盈配合、过渡配合等限位连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；因此对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请实施例公开一种不良网络场景下的机器人控制方法。参照图1，作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的一种实施方式，一种不良网络场景下的机器人控制方法包括以下步骤：
步骤101、接收操控设备发送的移动指令；所述移动指令是所述操控设备的控制按钮处于被操控状态时向机器人发送的指令。
具体地，指令：指远程操控设备与机器人规定好的一段协议数据，用于告知机器人需要执行的任务。
步骤102、根据接收到的所述移动指令更新里程信息并基于所述里程信息进行移动；所述里程信息包括移动距离及转动角度。
步骤103、在移动过程中，若重新接收到移动指令，则丢弃当前的所述里程信息并依据需要移动的距离更新里程信息。
步骤104、在移动过程中，判断里程信息是否已经消耗完。
步骤105、若未消耗完，则机器人继续进行移动并基于车轮编码器的反馈得到移动距离；将当前的里程信息减去所述移动距离得到需要移动的距离并依据所述需要移动的距离更新所述里程信息，重新判断里程信息是否已经消耗完。
步骤106、若已经消耗完，则停止移动。
具体地，当操控设备的移动控制按钮(可以是实体的按钮，也可以是虚拟的按钮)被使用者按下时，操控设备会持续向机器人发送大量的指令，指令要求机器人向前、向后移动微小距离，直到操控者松开移动控制按钮，远程操控设备停止发送数据帧。机器人根据收到的指令，更改内部里程信息，机器人参考内部里程信息，实行对应的移动，在每次收到移动指令后，丢弃掉当前的里程信息，更新需要移动的距离为最新接收到的里程信息，不采用累加的方式，防止指令堆积。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的一种具体实施方式，所述移动指令中包括：指令发送时间、移动状态及里程信息；所述操控设备与所述机器人的通信数据格式包括：指令发送时间的数据长度为六位、移动状态的数据长度为两位；所述移动状态包括前进、后退、左转及右转；所述里程信息的数据长度为四位。
具体地，规定操控设备与机器人的通信数据格式：a、指令发送时间（hh-mm-ss）数据长度为六位；b、移动状态，包含前进（00）、后退（01）、左转（02）、右转（03）等，数据长度为两位；c、里程信息包含移动距离（单位：cm）或者转动角度（单位：°）,数据长度为四位，例如110830000010，表示在11时8分30秒时间远程操控设备操控机器人前进10cm，例如203011020100，表示在20时30分11秒时间远程操控设备操控机器人左转100°。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的一种具体实施方式，设置操控设备与机器人的通信频率为P；在所述机器人移动的过程中，判断所述机器人的移动速度是否大于基准值；若大于，则控制所述通信频率P随移动速度的增加而增加。
具体地，设置操控设备与机器人的通信频率p，出于对安全性的考虑，随机器人速度呈正相关变化，将每一帧发送的移动距离大小减小，进行微量化，降低一帧数据的丢失对于机器人造成的负面危害减小。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的一种具体实施方式，所述移动距离d和转动角度r基于数据帧频率p与行驶速度v、角速度决定；其中，/>。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，在接收到移动指令之后，所述方法还包括：
基于目前时间及指令发送时间得到两者的时间差；
判断所述时间差是否大于预设的可接收时间差；若是，则判断数据帧无效，进行丢弃；若否，则判断数据帧有效，更新里程信息。
在高延迟环境下，指令接收不及时，机器人认为这是不安全的，即无法在操控者有停止意图时即时停止，造成撞墙、无法控制等现象。在网络波动大的环境下，会造成丢包现象，本发明通过大量的控制机器人微动指令，去降低丢包的危害，对于状态型指令，当丢失掉启动帧start时，机器人无法按照操控者意图正常启动，当丢失掉停止帧stop时，机器人一直处于运动状态，危险指数高。本发明为任务型指令，当丢包现象存在时，当丢失某一帧时，forward_value没有得更新，forward_value迅速被消耗完，以停止状态对应不安全环境，再次收到正常帧时，机器人forward_value更新，机器人正常运动。
本发明亦可消除指令堆积所造成的安全隐患，在短时间内收到大量的指令，本发明只会根据最新收到的指令更新forward_value，并不会进行叠加处理，保证机器人及周边环境安全。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，所述操控设备与所述机器人通过TCP/IP协议进行通信。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，所述机器人的运动机制包括：
机器人将里程信息进行存储，里程信息根据收到的数据帧进行覆写并基于车轮编码器反馈运动数据进行改变。
具体地，机器人内部存储里程信息，包括forward_value(正值向前、负值向后、零停止)、left_value(正值左转、负值右转、零停止),里程信息会根据收到的数据帧和车轮编码器反馈运动数据时改变，对于收到的数据帧信息会进行覆写改变，例如目前forward_value为50，收到110830000010数据帧时修改forward_value为10，对于收到车轮编码器反馈数据做加减改变，例如目前forward_value为50，收到车轮编码器反馈机器人前进2cm，forward_value改变为48，直到forward_value=0，停止运动。
本申请还提供了一种不良网络场景下的机器人控制系统，包括：
第一处理模块201，用于：接收操控设备发送的移动指令；所述移动指令是所述操控设备的控制按钮处于被操控状态时向机器人发送的指令；
第二处理模块202，用于：根据接收到的所述移动指令更新里程信息并基于所述里程信息进行移动；所述里程信息包括移动距离及转动角度；
第三处理模块203，用于：在移动过程中，若重新接收到移动指令，则丢弃当前的所述里程信息并依据需要移动的距离更新里程信息；
第四处理模块204，用于：在移动过程中，判断里程信息是否已经消耗完；
第五处理模块205，用于：若未消耗完，则机器人继续进行移动并基于车轮编码器的反馈得到移动距离；将当前的里程信息减去所述移动距离得到需要移动的距离并依据所述需要移动的距离更新所述里程信息，重新判断里程信息是否已经消耗完；
第六处理模块206，用于：若已经消耗完，则停止移动。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，所述操控设备与所述机器人的通信数据格式包括：指令发送时间的数据长度为六位、移动状态的数据长度为两位；所述移动状态包括前进、后退、左转及右转；所述里程信息的数据长度为四位。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，设置操控设备与机器人的通信频率为P；在所述机器人移动的过程中，判断所述机器人的移动速度是否大于基准值；若大于，则控制所述通信频率P随移动速度的增加而增加。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，所述移动距离d和转动角度r基于数据帧频率p与行驶速度v、角速度决定；其中，/>。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，在接收到移动指令之后，所述方法还包括：
基于目前时间及指令发送时间得到两者的时间差；
判断所述时间差是否大于预设的可接收时间差；若是，则判断数据帧无效，进行丢弃；若否，则判断数据帧有效，更新里程信息。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，所述操控设备与所述机器人通过TCP/IP协议进行通信。
作为一种不良网络场景下的机器人控制方法的其中一种实施方式，所述机器人的运动机制包括：机器人将里程信息进行存储，里程信息根据收到的数据帧进行覆写并基于车轮编码器反馈运动数据进行改变。
本申请实施例还公开一种电子设备。
具体来说，该设备包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述任意一种不良网络场景下的机器人控制方法的计算机程序。
本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质。具体来说，该计算机可读存储介质，其存储有能够被处理器加载并执行如上述任意一种不良网络场景下的机器人控制方法的计算机程序，该计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是：以上实施例仅用于说明本申请而并非限制本申请所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本申请已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本申请进行修改或者等同替换，而一切不脱离本申请的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种不良网络场景下的机器人控制方法，应用于机器人，其特征在于，包括：
接收操控设备发送的移动指令；所述移动指令是所述操控设备的控制按钮处于被操控状态时向机器人发送的指令；
根据接收到的所述移动指令更新里程信息并基于所述里程信息进行移动；所述里程信息包括移动距离及转动角度；
在移动过程中，若重新接收到移动指令，则丢弃当前的所述里程信息并依据需要移动的距离更新里程信息；
在移动过程中，判断里程信息是否已经消耗完；
若未消耗完，则机器人继续进行移动并基于车轮编码器的反馈得到移动距离；将当前的里程信息减去所述移动距离得到需要移动的距离并依据所述需要移动的距离更新所述里程信息，重新判断里程信息是否已经消耗完；
若已经消耗完，则停止移动。
2.根据权利要求1所述的一种不良网络场景下的机器人控制方法，其特征在于，所述移动指令中包括：指令发送时间、移动状态及里程信息；所述操控设备与所述机器人的通信数据格式包括：指令发送时间的数据长度为六位、移动状态的数据长度为两位；所述移动状态包括前进、后退、左转及右转；所述里程信息的数据长度为四位。
3.根据权利要求2所述的一种不良网络场景下的机器人控制方法，其特征在于，设置操控设备与机器人的通信频率为P；在所述机器人移动的过程中，判断所述机器人的移动速度是否大于基准值；若大于，则控制所述通信频率P随移动速度的增加而增加。
4.根据权利要求3所述的一种不良网络场景下的机器人控制方法，其特征在于，所述移动距离d和转动角度r基于数据帧频率p与行驶速度v、角速度决定；其中，。
5.根据权利要求4所述的一种不良网络场景下的机器人控制方法，其特征在于，在接收到移动指令之后，所述方法还包括：
基于目前时间及指令发送时间得到两者的时间差；
判断所述时间差是否大于预设的可接收时间差；若是，则判断数据帧无效，进行丢弃；若否，则判断数据帧有效，更新里程信息。
6.根据权利要求5所述的一种不良网络场景下的机器人控制方法，其特征在于，所述操控设备与所述机器人通过TCP/IP协议进行通信。
7.根据权利要求6所述的一种不良网络场景下的机器人控制方法，其特征在于，所述机器人的运动机制包括：
机器人将里程信息进行存储，里程信息根据收到的数据帧进行覆写并基于车轮编码器反馈运动数据进行改变。
8.一种不良网络场景下的机器人控制系统，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于：接收操控设备发送的移动指令；所述移动指令是所述操控设备的控制按钮处于被操控状态时向机器人发送的指令；
第二处理模块，用于：根据接收到的所述移动指令更新里程信息并基于所述里程信息进行移动；所述里程信息包括移动距离及转动角度；
第三处理模块，用于：在移动过程中，若重新接收到移动指令，则丢弃当前的所述里程信息并依据需要移动的距离更新里程信息；
第四处理模块，用于：在移动过程中，判断里程信息是否已经消耗完；
第五处理模块，用于：若未消耗完，则机器人继续进行移动并基于车轮编码器的反馈得到移动距离；将当前的里程信息减去所述移动距离得到需要移动的距离并依据所述需要移动的距离更新所述里程信息，重新判断里程信息是否已经消耗完；
第六处理模块，用于：若已经消耗完，则停止移动。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一方法的计算机程序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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