CN213320150U - 一种机器人5g网联控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机器人5G网联控制系统，包括机器人端、服务器端、控制端和虚拟专用网络，机器人端的机器人驱动控制器用于实现机器人底层运动控制；虚拟专用网络实现了机器人端机载计算平台和控制端远程控制电脑的入网；控制端与远程控制电脑利用LAN进行连接。本实用新型通过机器人端、服务器端、控制端使得对机器人底层运动控制，能够将其连接在同一公网IP的子网之下，便于进行点到点数据传输，远程控制电脑上安装有已开发好的远程控制软件，能够在不受传输距离限制的情况下，利用5G网络的大带宽、低时延特性，对机器人进行远程超视距遥控作业，仅需利用5G网络覆盖即可随时使用，本技术方案具有成本低、可复制性强的有益效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及领域机器人技术领域，特别涉及一种机器人5G网联控制系统。
背景技术
机器人网联控制技术是一种远程控制机器人运动的控制技术，应用于机器人远程遥控、数据采集和任务执行等方面，具有广阔的应用空间和实用价值。机器人网联控制系统设计的难点在于互联网网络时延的处理、视频信号及控制信令的传输。本实用新型提出了一种利用5G网络传输的机器人远程网联控制系统，能够大幅降低机器人的远程控制时延，提升机器人在物流配送、工业巡检等场景下的任务执行效率。
针对机器人远程控制领域，现有技术普遍采用数传电台、无线局域网、 RC遥控、图传等作为通信模组，机器人远程控制通信链路可分为上行通信链路和下行通信链路，上行通信链路主要将机器人控制人员发出的控制指令和参数传输至机器人，通常为手动遥控信号。下行通信链路主要用于传输机器人的运行状态数据，如实时运行影像、姿态、定位信息、任务载荷状态等数据，以上所提到的通信模组普遍存在通信范围不足的问题，控制时延也难以得到保证，此类通信技术及技术方案普遍成本较高，制约了机器人远程控制技术在具体场景中的应用。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种机器人 5G网联控制系统，可做到在不受传输距离限制的情况下，利用5G网络的大带宽、低时延特性。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：
本实用新型一种机器人5G网联控制系统，包括机器人端、服务器端、控制端和虚拟专用网络，所述机器人端的机器人驱动控制器用于实现机器人底层运动控制；
所述虚拟专用网络实现了机器人端机载计算平台和控制端远程控制电脑的入网；
所述控制端与远程控制电脑利用LAN进行连接，远程控制电脑上安装有已开发好的远程控制软件。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述机器人端由机器人驱动控制器、机载计算平台、机载摄像头模块、5G通信模组组成。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述服务器端包括管理云服务器和虚拟专用网络。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述控制端由远程控制电脑、方向盘套件、数据显示终端和5G通信模组构成。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述机载计算平台通过USB或串口连接机器人驱动控制器，通过USB或CSI端口连接机载摄像头模块，所述 5G通信模组与机载计算平台利用LAN口进行连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述虚拟专用网络实现了机器人端机载计算平台和控制端远程控制电脑的入网，所述管理云服务器主要用于数据存储和转发及在线管理，管理云服务器对来自机器人端的运行状态消息包、视频流进行存储和解析。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述5G通信模组用于实现远程控制电脑的5G网络接入，与远程控制电脑利用LAN进行连接，所述方向盘套件与远程控制电脑利用USB进行连接，远程控制电脑所安装的远程控制软件能够对方向盘套件所发送的机器人控制信令进行解析和打包，利用5G通信模组和虚拟专用网络将其传输至云管理服务器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型通过机器人端、服务器端、控制端使得对机器人底层运动控制，能够将其连接在同一公网IP的子网之下，便于进行点到点数据传输，远程控制电脑上安装有已开发好的远程控制软件，能够将来自机器人端的运行状态消息包进行解析，并将机器人运行状态信息传输至数据显示终端进行显示，通过所实现的机器人5G远程网联控制系统，能够在不受传输距离限制的情况下，利用5G网络的大带宽、低时延特性，对机器人进行远程超视距遥控作业，远程控制人员不受地理位置限制，仅需利用5G网络覆盖即可随时使用，本技术方案具有成本低、控制时延低、可复制性强的有益效果。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。
此外，如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供一种机器人5G网联控制系统，包括机器人端、服务器端、控制端和虚拟专用网络，机器人端的机器人驱动控制器用于实现机器人底层运动控制；
虚拟专用网络实现了机器人端机载计算平台和控制端远程控制电脑的入网；
控制端与远程控制电脑利用LAN进行连接，远程控制电脑上安装有已开发好的远程控制软件。
进一步的，机器人端由机器人驱动控制器、机载计算平台、机载摄像头模块、5G通信模组组成。
服务器端包括管理云服务器和虚拟专用网络。
控制端由远程控制电脑、方向盘套件、数据显示终端和5G通信模组构成。
机载计算平台通过USB或串口连接机器人驱动控制器，通过USB或CSI 端口连接机载摄像头模块，5G通信模组与机载计算平台利用LAN口进行连接。
虚拟专用网络实现了机器人端机载计算平台和控制端远程控制电脑的入网，管理云服务器主要用于数据存储和转发及在线管理，管理云服务器对来自机器人端的运行状态消息包、视频流进行存储和解析。
5G通信模组用于实现远程控制电脑的5G网络接入，与远程控制电脑利用 LAN进行连接，方向盘套件与远程控制电脑利用USB进行连接，远程控制电脑所安装的远程控制软件能够对方向盘套件所发送的机器人控制信令进行解析和打包，利用5G通信模组和虚拟专用网络将其传输至云管理服务器。
具体的，使用过程中，机器人端的机器人驱动控制器用于实现机器人底层运动控制(前进、后退或转向)，直接对机器人各轮组的无刷直流电机进行控制，机载计算平台通过USB或串口连接机器人驱动控制器，通过USB或 CSI端口连接机载摄像头模块，机载计算平台的主要功能在于实现对机器人控制信令的解析和转发，将来自控制端的机器人控制信令进行解析，并转发至机器人驱动控制器，机载计算平台还用于对机器人运行状态(速度、位置、任务信息)进行读取和消息打包，将其最终转发至远程控制电脑的数据显示终端，机载摄像头模块能够获取机器人运行状态过程中的实时视频流，机器人运行实时视频流经过机载计算平台的二次编码后，利用UDP或TCP传输协议进行封装，通过一系列转发后最终传输至控制端的数据显示终端，5G通信模组实现了机器人端机载计算平台的5G网络接入，5G通信模组与机载计算平台利用LAN口进行连接，服务器端主要由虚拟专用网络和管理云服务器组成，虚拟专用网络实现了机器人端机载计算平台和控制端远程控制电脑的入网，能够将其连接在同一公网IP的子网之下，便于进行点到点数据传输，管理云服务器主要用于数据存储和转发及在线管理，管理云服务器对来自机器人端的运行状态消息包、视频流进行存储和解析，在云服务器管理界面前端进行展示，与此同时将上述数据转发至控制端的远程控制电脑，控制端主要由5G 通信模组、远程控制电脑、数据显示终端和方向盘套件组成，5G通信模组用于实现远程控制电脑的5G网络接入，与远程控制电脑利用LAN进行连接，远程控制电脑上安装有已开发好的远程控制软件，能够将来自机器人端的运行状态消息包进行解析，并将机器人运行状态信息传输至数据显示终端进行显示，方向盘套件包括转向控制、油门控制，远程控制人员利用方向盘套件，对机器人实现远程控制，方向盘套件与远程控制电脑利用USB进行连接，远程控制电脑所安装的远程控制软件能够对方向盘套件所发送的机器人控制信令进行解析和打包，利用5G通信模组和虚拟专用网络将其传输至云管理服务器，随后转发至机器人端的机载计算终端，从而实现了机器人的远程超视距网联控制，机器人驱动控制器可采用STM32F407系列芯片作为主控芯片进行开发，利用PWM控制信号对各轮组电机进行控制，机载计算平台可采用树莓派微型电脑作为硬件进行开发，机载摄像头模块可选取树莓派HQ Camera使用，5G通信模组可选取各类型的5G CPE终端或5G通信芯片作为硬件开发套件，远程控制电脑通常可使用PC或工控机作为硬件选型，可使用Linux操作系统作为开发环境，对远程控制软件进行开发和调用，数据显示终端可采用具备HDMI接口的LCD显示屏进行显示，方向盘套件通常由油门组件和转向组件构成，油门组件用于控制机器人的前进后退，转向组件控制机器人转向。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种机器人5G网联控制系统，包括机器人端、服务器端、控制端和虚拟专用网络，其特征在于，所述机器人端的机器人驱动控制器用于实现机器人底层运动控制；
所述虚拟专用网络实现了机器人端机载计算平台和控制端远程控制电脑的入网；
所述控制端与远程控制电脑利用LAN进行连接，远程控制电脑上安装有已开发好的远程控制软件。
2.根据权利要求1所述的一种机器人5G网联控制系统，其特征在于，所述机器人端由机器人驱动控制器、机载计算平台、机载摄像头模块、5G通信模组组成。
3.根据权利要求1所述的一种机器人5G网联控制系统，其特征在于，所述服务器端包括管理云服务器和虚拟专用网络。
4.根据权利要求1所述的一种机器人5G网联控制系统，其特征在于，所述控制端由远程控制电脑、方向盘套件、数据显示终端和5G通信模组构成。
5.根据权利要求2所述的一种机器人5G网联控制系统，其特征在于，所述机载计算平台通过USB或串口连接机器人驱动控制器，通过USB或CSI端口连接机载摄像头模块，所述5G通信模组与机载计算平台利用LAN口进行连接。
6.根据权利要求3所述的一种机器人5G网联控制系统，其特征在于，所述虚拟专用网络实现了机器人端机载计算平台和控制端远程控制电脑的入网，所述管理云服务器主要用于数据存储和转发及在线管理，管理云服务器对来自机器人端的运行状态消息包、视频流进行存储和解析。
7.根据权利要求4所述的一种机器人5G网联控制系统，其特征在于，所述5G通信模组用于实现远程控制电脑的5G网络接入，与远程控制电脑利用LAN进行连接，所述方向盘套件与远程控制电脑利用USB进行连接，远程控制电脑所安装的远程控制软件能够对方向盘套件所发送的机器人控制信令进行解析和打包，利用5G通信模组和虚拟专用网络将其传输至云管理服务器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021943077.XU CN213320150U (zh) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | 一种机器人5g网联控制系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021943077.XU CN213320150U (zh) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | 一种机器人5g网联控制系统 |
Publications (1)
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| CN213320150U true CN213320150U (zh) | 2021-06-01 |
Family
ID=76060617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202021943077.XU Active CN213320150U (zh) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | 一种机器人5g网联控制系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN213320150U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114024966A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-08 | 广东电网有限责任公司 | 一种用于驱动人工智能模型的边缘计算机及系统 |
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2020
- 2020-09-08 CN CN202021943077.XU patent/CN213320150U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114024966A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-08 | 广东电网有限责任公司 | 一种用于驱动人工智能模型的边缘计算机及系统 |
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