[发明专利]智能开放型服务机器人操作系统及方法

权利要求书

1.一种智能开放型服务机器人操作系统，包括一个主控板（5）连接一个驱动控制板（9），其特征在于：所述主控板（5）无线连接手机APP（1）和工控机（2），工控机（2）连接云平台（3）；所述主控板（5）连接人机交互设备—显示器、鼠标和键盘，还连接机器人视觉/人脸识别模块（6）、激光雷达（7）和语音识别模块（8）；所述驱动控制板（9）通过电机驱动器（10）连接直流电机（11），驱动控制器（9）还直接连接舵机（12）、传感器、红外、超声波发生器（12）；所述主控板（5）用于UI处理和算法业务功能处理，并对驱动控制板进行命令下达，同时作为服务器与各客户端通讯；所述驱动控制板（9）用于完成对执行机构控制器的操作控制，根据需要选配运动配件和硬件，将实时的运动数据反馈到系统，同时对部分简单数据采集的传感器进行控制与采集；所述工控机（2）用于人机交互控制主控板，供开发者和用户进行远程控制和智能监控。

2.根据权利要求1所述的智能开放型服务机器人操作系统，其特征在于：所述主控板（5），为多核异构结构，其中处理器采用双处理器的设计思路ATMEL工业级处理器负责UI处理，Jetson TX1负责处理算法以及业务功能实现两者之间通过UART或者IIC、SPI等接口进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的智能开放型服务机器人操作系统，其特征在于：所述手机APP（1）为移动控制端，针对服务器与移动端的通信通过WebSocket以JSON格式的API为非ROS环境提供ROS通信支持，包括对Topic和Service的各种操作，通过Rosbridge为非ROS环境提供一个使用ROS功能的JSON API，基于rosbridge协议，该协议用于向ROS发送基于JSON的命令规范，通过WebSocket实现与服务器交谈。

4.一种智能开放型服务机器人操作方法，采用根据权利要求1所述的智能开放型服务机器人操作系统进行操作，其特征在于：具体操作步骤如下：

(1)在主控板硬件端进行ROS系统移植，进行系统重构；

(2) 对不同模块进行封装，开放模块接口供给调取；

(3)通过设计的分布式程序框架，利用节点管理器与可视化编程调用机器人中的运动单元，整合到人工智能包并封装好相对应的APK，编写服务器端程序；

(4)通过GNOME二次开发的方式设计智能开放型服务机器人系统操作界面，用于人机交互；

(5)设计移动控制端应用程序，编写客户端程序。

5.根据权利要求4所述的智能开放型服务机器人操作方法，其特征在于所述步骤（1）中的系统重构是：在ROS系统上增加系统设置、文件管理、设备管理、网络设置功能。

6.根据权利要求4所述的智能开放型服务机器人操作方法，其特征在于所述步骤（2）中的封装接口：对各封装模块接口的调用主要有控制界面封装、指令转化封装和运行驱动封装，控制界面的封装上，使用QT Designer软件进行图像界面的设计，设置功能按钮、数据输入输出口、提示文字等，并对控件进行布局优化，生成界面的布局XML文件，最后利用pyuic5指令将XML文件转化为能供程序调用的py文件，完成界面的封装；指令转化封装是指，把分析后划分的基本基础动作标识为不同的命令标志，将该标志信号映射到具体的控制模式上建立两者的联系，并将其打包封装为类，以供程序调用运行；运行驱动封装是指底端控制层面上的封装，用于程序直接调用接口进行通信并对硬件进行控制。

7.根据权利要求4所述的智能开放型服务机器人操作方法，其特征在于所述步骤（3）中分布式程序框架、节点管理器和可视化编程:内核群向工作群进行事件推送，工作群在执行任务的同时对内核群进行注册并监听，每一个事件发生时都向日志群进行数据更新；可视化编程界面内，罗列有硬件运行中相关的逻辑、操作、文本、代码等内容，可直接拖拉功能模块构成程序的顺序结构，每个模块可进行内部编辑，修改单一模块的运行内容，模块之间可以互相嵌套、关联、叠加，后台自动根据拖拉拼接结果生产可用于执行的程序文件和配置内容。