一种基于linux的机器人系统及方法技术方案

本发明专利技术为一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统及其使用方法包括器人主板、移动底盘以及云端,机器人主板为linux系统、ROS系统以及Android系统组成，移动底盘的操作系统为RTOS系统/linux系统以及Android系统组成,且机器人主板以及移动底盘的操作系统均以Linux系统为基础系统,将机器人控制部分完全集成到Android系统中，从底层实现相关外设驱动，到上层去实现各类机器人控制算法，使硬件成本大幅下降；处于同一系统中，各模块的沟通相当于是进程间的通讯，Android的IPC机制可以保证很好的实时性；将ROS生态中丰富的算法和功能包无缝抑制到新的机器人系统中；移动底盘采取瘦机方案，降低软硬件成本，实现控制算法和驱动硬件分离，提高系统运行的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于linux的机器人系统及方法
本专利技术涉及机器人系统
，具体为一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统及其使用方法。
技术介绍
ROS(RobotOperatingSystem)是基于LINUX的一个开源系统(严格来讲是一种操作系统中间件)，它提供类似操作系统所提供的功能，包含硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间的消息传递、程序发行包管理，它也提供一些工具程序和库用于获取、建立、编写和运行多机整合的程序。支持多种语言，C++、Python等，也支持多种语言混合使用，具有一个成熟的应用生态环境，丰富的开源算法和应用功能包，侧重自主系统建图/定位/导航、机械臂控制、视觉识别/定位等。Android系统是基于LINUX的移动设备开源系统，支持多种语言，C++、Python等，也支持多种语言混合使用。侧重于人机交互：触摸屏/语音/视觉等交互，特别是基于云端AI的智能交互生态支持非常丰富，但是，在机器人控制方面生态薄弱。RTOS机器人移动底盘实时操作系统；基于ARM的嵌入式片载微系统，侧重于底层硬件实时控制，比如伺服电机等。现有技术1：安卓系统[软硬件]+ROS机器人系统[软硬件]+移动底盘RTOS方案优点：1.易于实现-都是现成完善的系统，整合起来不费事；2.易于合作开发-各模块相对独立，开发过程会轻松一些；缺点：1.需要独立的硬件设备支撑两个独立的操作系统，硬件成本高，耗电高；<br>2.由于ROS设计中的松耦合特征，各模块的交互成本/延时会相对更高；3.模块的重复使用，ROS与Android都会用到Camera，这两部分也很可能会同时需要使用Camera，这也增加了系统的软硬件成本。现有技术2：{安卓系统[软件]+ROS机器人系统[软件]}[硬件]+移动底盘RTOS方案两个独立的系统[安卓系统+ROS机器人系统]共融于一个独立硬件；优点：减少硬件部分成本缺点：Android和ROS虽然同处一个环境，但是依然是相对独立，方案1的缺点2和3依旧没有得到有效的解决。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种系统运行稳定性高的基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统及其使用方法。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统，包括器人主板、移动底盘以及云端,所述机器人主板为linux系统、ROS系统以及Android系统组成，所述移动底盘的操作系统为RTOS系统/linux系统以及Android系统组成,且机器人主板以及移动底盘的操作系统均以Linux系统为基础系统,所述机器人主板上设有应用软件，所述应用软件包括节点/服务框架、接口框架以及驱动框架，所述节点/服务框架上设有建图/定位模块、视觉模块、语音模块以及人机交互模块，所述接口框架包括激光雷达接口、摄像头接口、超声波接口、电机接口、编码器接口、显示接口以及音频接口，所述驱动框架内设有激光雷达驱动器、摄像头驱动器、超声波驱动器、电机驱动器、编码器驱动器、控制模块驱动器、显示驱动器以及音频驱动器，所述移动底盘上设有电机以及锂电池，所述电机上设有编码器，所述锂电池上设有电源管理装置，所述电源管理装置包括电量管理系统已经电池保护装置，所述机器人主版上还设有通讯机制，且所述通讯机制与云端连接。为了提高使用效果，本专利技术改进有，所述建图/定位模块上设有导航功能以及运动控制功能，所述视觉模块包括视觉识别功能、视觉定位功能以及视觉跟踪功能，所述语音模块上设有语音识别功能、自然语音处理功能以及语音合成功能，所述人机交互模块上设有智能建模功能、知识库功能以及安全策略功能。为了增加备用接口，本专利技术改进有，所述接口框架上还设有其他接口已经通用接口。为了提高通讯效果，本专利技术改进有，所述通讯机制为以太网通讯装置。为了增加备用驱动器，本专利技术改进有，所述驱动框架上还设有通用驱动器，方便有驱动器发生损坏时临时备用。为了提高移动底盘的使用效果，本专利技术改进有，所述移动底盘为一拖四驱动板，提高驱动效果。一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统使用方法，包括以下步骤；步骤一，开始，机器人处于原点，运行前检测；步骤二，由机器人主板上的建图/定位模块实现建立地图、导航巡检、全局路径规划已经障碍物规避功能；步骤三，通过视觉模块对巡检的内容进行记录，进行生产过程监控；步骤四，发现异常如缺粗纱、断头、落纱、清皮辊等，通过语音模块进行报警信息；步骤五，通过人机交互模块对机器人的智能操控、远程操控以及数据联网共享的功能，进行设定困境逃离程序，全局路径规划程序以及警报程序。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统及其使用方法，具备以下有益效果：本专利技术将机器人控制部分完全集成到Android系统中，从底层实现相关外设驱动，到上层去实现各类机器人控制算法，开发阶段软件融合和测试工作量会相对大一些，但是好处也是显而易见：1.硬件成本大幅下降2.处于同一系统中，各模块的沟通相当于是进程间的通讯，Android的IPC机制可以保证很好的实时性。3、将ROS生态中fengfu的算法和功能包无缝抑制到新的机器人系统中。4、移动底盘采取瘦机方案，降低软硬件成本，实现控制算法和驱动硬件分离，提高系统运行的可靠性和稳定性。5、软硬件模块化规划更清晰，有利于系统模块的开发和后期优化升级。附图说明图1为本专利技术系统结构示意图；图2与图3为本专利技术机器人巡检工作流程示意图；图4为本专利技术机器人巡检示意图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，本专利技术为一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统，包括器人主板、移动底盘以及云端,所述机器人主板为linux系统、ROS系统以及Android系统组成，所述移动底盘的操作系统为RTOS系统/linux系统以及Android系统组成,且机器人主板以及移动底盘的操作系统均以Linux系统为基础系统,所述机器人主板上设有应用软件，所述应用软件包括节点/服务框架、接口框架以及驱动框架，所述节点/服务框架上设有建图/定位模块、视觉模块、语音模块以及人机交互模块，所述接口框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统，其特征在于，包括器人主板、移动底盘以及云端,所述机器人主板为linux系统、ROS系统以及Android系统组成，所述移动底盘的操作系统为RTOS系统/linux系统以及Android系统组成,且机器人主板以及移动底盘的操作系统均以Linux系统为基础系统,所述机器人主板上设有应用软件，所述应用软件包括节点/服务框架、接口框架以及驱动框架，所述节点/服务框架上设有建图/定位模块、视觉模块、语音模块以及人机交互模块，所述接口框架包括激光雷达接口、摄像头接口、超声波接口、电机接口、编码器接口、显示接口以及音频接口，所述驱动框架内设有激光雷达驱动器、摄像头驱动器、超声波驱动器、电机驱动器、编码器驱动器、控制模块驱动器、显示驱动器以及音频驱动器，所述移动底盘上设有电机以及锂电池，所述电机上设有编码器，所述锂电池上设有电源管理装置，所述电源管理装置包括电量管理系统已经电池保护装置，所述机器人主版上还设有通讯机制，且所述通讯机制与云端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统，其特征在于，包括器人主板、移动底盘以及云端,所述机器人主板为linux系统、ROS系统以及Android系统组成，所述移动底盘的操作系统为RTOS系统/linux系统以及Android系统组成,且机器人主板以及移动底盘的操作系统均以Linux系统为基础系统,所述机器人主板上设有应用软件，所述应用软件包括节点/服务框架、接口框架以及驱动框架，所述节点/服务框架上设有建图/定位模块、视觉模块、语音模块以及人机交互模块，所述接口框架包括激光雷达接口、摄像头接口、超声波接口、电机接口、编码器接口、显示接口以及音频接口，所述驱动框架内设有激光雷达驱动器、摄像头驱动器、超声波驱动器、电机驱动器、编码器驱动器、控制模块驱动器、显示驱动器以及音频驱动器，所述移动底盘上设有电机以及锂电池，所述电机上设有编码器，所述锂电池上设有电源管理装置，所述电源管理装置包括电量管理系统已经电池保护装置，所述机器人主版上还设有通讯机制，且所述通讯机制与云端连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于linux的ROS+Android+移动底盘RTOS深度融合的机器人系统，其特征在于，所述建图/定位模块上设有导航功能以及运动控制功能，所述视觉模块包括视觉识别功能、视觉定位功能以及视觉跟踪功能，所述语音模块上设有语音识别功能、自然语音处理功能以及语音合成功能，所述人机交互模块上设有智能建模功能、知识库功能以及安全策略功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖培银，
申请(专利权)人：数龙福建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35