[发明专利]一种基于ROS的通用机器人控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于ROS的通用机器人控制系统，其特征在于，包括信息感知模块、中控模块、输出控制模块和通信管理模块；

所述信息感知模块，用于实时感知机器人内部和外部的状态信息，并将感知的机器人状态信息发送到中控模块；

所述中控模块，用于提取机器人状态信息中的特征信息，根据特征信息分析机器人所处状态对应的运动模型信息，并将运动模型信息发送到输出控制模块；

所述输出控制模块，用于将运动模型信息分解成机器人控制指令信息，并将控制指令信息传输到机器人各个部件的控制器；

所述通信管理模块，用于信息感知模块、中控模块和输出控制模块间的通信，以及控制系统和外部上位机间的通信。

2.一种基于ROS的通用机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：由信息感知模块实时感知机器人内部和外部的状态信息，并将感知的机器人状态信息发送到中控模块；

S2：由中控模块提取机器人状态信息中的特征信息，根据特征信息分析机器人所处状态对应的运动模型信息，并将运动模型信息发送到输出控制模块；

S3：由输出控制模块将运动模型信息分解成机器人控制指令信息，并将控制指令信息传输到机器人各个部件的控制器。

3.根据权利要求2所述的通用机器人控制方法，其特征在于，所述信息感知模块包括内部信息感知模块和外部信息感知模块，外部信息感知模块包括图像拍摄装置、声音传感器和触觉传感器，内部信息感知模块包括用于检测机器人关节运动的角度传感器和力矩传感器，以及用于检测机器人内部温度的温度传感器。

4.根据权利要求3所述的通用机器人控制方法，其特征在于，所述图像拍摄装置用于获取车辆识别信息、人脸识别信息、物品识别信息、质量检测信息和导航定位信息；所述声音传感器检测的信息包括语音信息、语义信息和声纹信息；所述触觉传感器包括距离传感器、压力传感器和滑觉传感器。

5.根据权利要求4所述的通用机器人控制方法，其特征在于，所述质量检测信息包括图像中的黑白面积检测、颜色成分有无检测、轮廓有无检测、浓淡有无检测、明暗块状个数检测、圆环毛刺检测、凹凸点检测、线线距离检测和圆圆距离检测。

6.根据权利要求4所述的基于ROS的通用机器人控制方法，其特征在于，所述车辆识别信息的方法如下：

S201：通过图像拍摄装置获取车辆图像，并将车辆图像信息传输到中控模块；

S202：中控模块接收车辆图像信息，对车辆图像进行预处理，以消除车辆图像中无关的信息；

S203：识别预处理后的车辆图像中的字符，并将字符单独分割成对应的字符块；

S204：对分割后的字符块进行归一化处理，提取归一化处理后字符块的特征信息，将提取的字符块特征信息和预设存储特征信息进行比对，完成字符的识别。

7.根据权利要求4所述的基于ROS的通用机器人控制方法，其特征在于，所述人脸识别信息的方法如下：

S211：通过图像拍摄装置获取人脸图像，并将人脸图像信息传输到中控模块；

S212：中控模块接收人脸图像信息，对人脸图像进行预处理，以消除人脸图像中无关的信息；

S213：提取预处理后的人脸图像中的特征信息，将提取的人脸特征信息和预设人脸模型信息进行比对，分析出人脸特征信息和预设人脸模型信息的相似度，若相似度高于预设值，则人脸识别正确，反之，则人脸识别错误。

8.根据权利要求2所述的通用机器人控制方法，其特征在于，所述机器人控制指令信息包括机器人移动信息、机器人姿态调整信息、机器臂夹持信息、语音输出信息和表情输出信息。

9.根据权利要求2所述的通用机器人控制方法，其特征在于，所述中控模块包括逻辑分析模块和运动分析模块，逻辑分析模块的分析信息包括任务管理信息、协同管理信息和能量管理信息，运动分析模块的分析信息包括条件反射信息、大脑控制信息和信息反馈信息。

10.根据权利要求2所述的通用机器人控制方法，其特征在于，所述信息感知模块的信息感知方法包括如下步骤：

对感知信息进行侧重采集和筛选，以屏蔽感知信息中的无用信息或噪声信息，并对感知信息进行分类；

根据感知信息的类型选择相应的信息传输量或频率。