[发明专利]一种异构移动机器人的互操作中间件测试系统及方法

说明书

本发明涉及一种异构移动机器人的互操作中间件测试系统及方法，系统包括操控终端节点、若干架构不同的移动机器人节点以及虚拟场景呈现节点，各节点间通过网络通讯；操控终端节点和每个移动机器人节点均设置互操作中间件进行内部各进程间的交互；采用RCS架构的移动机器人节点和采用ROS架构的移动机器人节点分别基于这两种架构构建机器人的控制系统，并可根据任务类型启动不同数量。本发明针对移动机器人真实使用提出了一种异构移动机器人的互操作中间件测试系统，能够测试中间件多种异构移动机器人的通用控制能力和互操作能力；本发明的系统能够应用于各类跨操作系统、跨不同软件架构的机器人互操作中间件功能和性能测试。

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，尤其涉及一种异构移动机器人的互操作中间件测试系统及方法。

背景技术

互操作性是两个或两个以上的平台之间交换信息并相互利用所交换信息的能力。对移动机器人互操作性的研究将为开发统一的操控终端、跨域(海、陆、空)的互操作实现、平台任务单元快速实时的无缝融合与接入等问题的解决提供保障，对未来所有机器人的发展具有重要意义。

由于目前移动机器人平台之间的控制协议、网络传输协议和控制端口定义的不同，造成传感器和控制器存在着能力描述不统一、接口标准不一致、控制方法不通用等问题，使得移动机器人之间信息交互存在诸多困难，导致移动机器人协同效率非常低下。目前针对移动机器人应用较多的体系架构有ROS，4D/RCS，JAUS、无人系统联合架构等。这些异构移动机器人间的互联互通互操作是急需解决的问题。

中间件是提高机器人系统在控制、通信、数据等方面互操作性的关键技术，它为保证机器人之间的协同合作和有效集成提供了一种有效手段。目前国内缺少一种异构移动机器人的互操作中间件测试系统，通过以任务驱动的互操作中间件集成、测试与评估，来检验异构机器人平台数据交换一致性、完整性和实时性，考核对异构机器人的通用控制能力与互操作能力。

发明内容

针对ROS和RCS两种典型架构下的移动机器人，本发明提供一种异构移动机器人的互操作中间件测试系统及方法，系统包括操控终端(OCU)、若干架构不同的移动机器人节点以及虚拟场景呈现节点；各节点的形式为部署有特定功能软件及互操作中间件的计算机，计算机之间通过交换机进行网络通信，支持各组成部件之间的信息交互。采用RCS架构的移动机器人节点和采用ROS架构的移动机器人节点分别基于这两种架构构建机器人的控制系统，并可根据任务类型启动不同数量。

为达到上述目的，本发明提供了一种异构移动机器人的互操作中间件测试系统，包括：操控终端节点、若干架构不同的移动机器人节点以及虚拟场景呈现节点，各节点间通过网络通讯；操控终端节点和每个移动机器人节点均设置互操作中间件进行内部各进程间的交互；

所述操控终端节点用于设定移动机器人的工作模式，向所述移动机器人节点发送任务和/或遥控指令；接收机器人模型的状态，并判断互操作中间件的互操作性能是否正常；

所述移动机器人节点接收所述任务，接收所述虚拟场景呈现节点反馈的机器人模型的状态并发送给所述操控终端节点，基于所述任务和机器人模型的状态生成对应的控制指令并发送到虚拟场景呈现节点；

所述虚拟场景呈现节点构建虚拟场景以及若干机器人模型；接收所述控制指令并驱动所述虚拟场景中对应的机器人模型运动，并向所述移动机器人节点反馈机器人模型的状态。

优选的，所述移动机器人节点包括任务接收与状态反馈模块、决策与运动控制模块以及虚拟场景交互模块；

所述任务接收与状态反馈模块接收所述任务并将机器人模型的状态发送给所述操控终端节点；

所述决策与运动控制模块根据所述任务和机器人模型的状态生成控制指令；当接收到的所述任务为编队任务时，确定自身角色，计算目标点，并生成控制指令；