[发明专利]基于ROS和OROCOS的机器人控制系统

权利要求书

1.一种基于ROS和OROCOS的机器人控制系统，其特征在于，包括：总控模块、算法模块和通信管理模块；

所述总控模块，用于根据预先配置的通信协议接口接收控制端输入的控制指令；根据所述控制指令选择调用机器人运动规划的控制指令触发函数；通过所述控制指令触发函数通过第一接口调用所述算法模块中相应的机器人运动规划的响应函数；

所述算法模块，用于通过响应所述调用指令，从预存的机器人运动规划中选择相应的响应函数；根据选择的响应函数计算控制指令数据；通过第二接口将控制指令数据发送至所述通信管理模块；

所述通信管理模块，用于根据机器人的控制主站的指令缓存区的控制指令数据数量，选择控制指令数据输出至所述控制主站；

其中，每个控制指令触发函数对应算法模块中的一种机器人运动规划的响应函数对应；所述第一接口、第二接口是基于ROS上创建OROCOS的实时输入/输出接口，第一接口用于总控模块与算法模块进行通信连接，第二接口用于算法模块与通信管理模块进行通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于ROS和OROCOS的机器人控制系统，其特征在于，所述算法模块，还用于根据选择的响应函数计算控制指令数据，并保持在指令缓存区；通过第二接口将指令缓存区中的控制指令数据发送至所述通信管理模块；

所述通信管理模块，还用于将所述控制指令数据保存到电机指令缓冲队列中；根据机器人的控制主站的指令缓存区的控制指令数据数量，从电机指令缓冲队列中选择控制指令数据输出至所述控制主站。

3.根据权利要求1所述的基于ROS和OROCOS的机器人控制系统，其特征在于，所述总控模块，还用于通过回调函数方式从所述第一接口接收算法模块传入的反馈信息，通过第三接口接收通信管理模块传入的反馈信息，并对所述反馈信息进行处理；

所述算法模块，还用于利用所述第二接口接收通信管理模块传入的机器人的电机运行数据和诊断数据；并通过所述第一接口将所述电机运行数据和诊断数据上报至总控模块；

其中，所述反馈信息包括事件报告信息、机器人电机运行的诊断数据、机器人的关节和末端的位置、速度和加速度；所述第三接口是基于ROS上创建OROCOS的实时输入/输出接口，用于总控模块与通信管理模块进行通信连接。

4.根据权利要求1所述的基于ROS和OROCOS的机器人控制系统，其特征在于，所述总控模块，用于通过ICE开发的通信协议建立与控制端的通信连接，通过调用所述通信协议的动态异步远程过程调用方法输入的控制指令；在接收控制端输入的控制指令前，将控制端发起的控制指令与所述算法模块中相应的机器人运动规划的响应函数进行绑定；在接收控制端输入的控制指令后，获取所述控制指令的第一个参数，根据所述参数判断当前调用的运动规划类型，根据所述运动规划类型选择调用相应的运动规划的控制指令触发函数，调用算法模块中相应的响应函数计算控制指令参数。

5.根据权利要求1所述的基于ROS和OROCOS的机器人控制系统，其特征在于，在初始化时：

所述总控模块，还用于检测历史运行所记录的日志报告，若日志报告正常，通过事件报告接口接收相关信息并进行处理；若日志报告异常，则退出；

所述算法模块，还用于检测历史运行所记录的日志报告，若日志报告正常，将相关信息通过事件报告接口传递给总控模块；若日志报告异常，则退出；以及检测电机运行数据的通道，若通道存在电机运行数据，将所述电机运行数据通过事件报告接口传递给总控模块；若日志报告异常，则退出；

所述通信管理模块，还用于检测历史运行所记录的日志报告，若日志报告正常，将相关信息通过事件报告接口传递给总控模块；若日志报告异常，则退出。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于ROS和OROCOS的机器人控制系统，其特征在于，所述运动规划包括：点到点运动，直线运动，圆弧运动，手动示教，回到原点、暂停、恢复或急停。