[发明专利]一种机器人控制装置、方法和机器人

说明书

本发明公开了一种机器人控制装置、方法和机器人。该控制装置包括主处理器、协处理器和一个或多个子任务控制器，协处理器包括具有ROS通讯模块和ROS管理模块的第一ROS lib库；主处理器、一个或多个子任务控制器分别与协处理器连接；协处理器，用于通过ROS管理模块管理所有的子任务控制器发送的任务数据；通过ROS通讯模块，向主处理器发送ROS消息格式的任务数据，并接收主处理器下发的根据任务数据生成的ROS消息格式的控制指令，根据ROS管理模块的管理控制，将控制指令发布给对应的子任务控制器。采用本技术方案，节省机器人控制过程中消息的处理时间，减少主处理器的负担，保证机器人控制的实时性，提高用户的使用体验。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人控制装置、方法和机器人。

背景技术

随着近几年人们对于机器人关注的热度增加，市面上种类繁多的机器人以及相关配套软、硬件平台陆续推出。目前市面上的机器人系统会采用机器人操作(RobotOperating System，ROS)系统的方案设计，使用主、协处理器的设计模式。在这种模式中，主处理器运行Linux系统和ROS系统，协处理器运行裸机程序(不带操作系统的程序)或实时嵌入式系统(Real Time Operating System，RTOS)。在机器人控制过程中，协处理独立运行一个实时操作系统，负责将底盘、电机和传感器等相关单元的数据采集后上报给主处理器，并在主处理器端进行解析后转化为ROS系统能够识别的消息格式，主、协处理器之间的通信格式按照私有的通信接口设计，借助串口或以太网络进行双向通信。

上述方案在协处理器中采用RTOS系统，是机器人控制的实时性需求，但这种处理方式仍旧占用了主、协处理器之间大量的通信信道，加之私有数据格式与ROS消息格式之间的转化和Linux系统本身最小操作单元的固有延时(一般在10ms左右)，使得这种控制方式的机器人无法真正意义上实现即时控制。同时大量的数据在通信信道上进行传输，本身会引入误码率的概念，通信系统中误码率和系统的通信容量成正比，更多的数据吞度量会导致更高的误码率，如果为了降低误码率而引入编码和解码的环节，也会增加系统成本，以及新的系统时延问题，也就是说，现有技术中的机器人控制方案会存在系统延时的问题，无法保证机器人的实时性，导致机器人执行相应的操作缓慢，影响用户的使用体验。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明的一种机器人控制装置、方法和机器人，以便解决或至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种机器人控制装置，该控制装置包括主处理器、协处理器和一个或多个子任务控制器，协处理器包括第一ROS lib库，第一ROS lib库中包括ROS通讯模块和ROS管理模块；主处理器、一个或多个子任务控制器分别与协处理器连接；

协处理器，用于通过ROS管理模块管理所有的子任务控制器发送的任务数据；通过ROS通讯模块，向主处理器发送ROS消息格式的任务数据，并接收主处理器下发的根据任务数据生成的ROS消息格式的控制指令，以及根据ROS管理模块的管理控制，将控制指令发布给对应的子任务控制器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种机器人控制方法，该机器人包括主处理器、协处理器和一个或多个子任务控制器，该方法应用于机器人的协处理器中，该方法包括：

接收机器人的一个或多个子任务控制器发送的任务数据，对所有的子任务控制器发送的任务数据进行管理，向主处理器发送ROS消息格式的任务数据；

接收主处理器下发的根据任务数据生成的ROS消息格式的控制指令，以及将控制指令发布给对应的子任务控制器。

根据本发明的又一个方面，提供了一种机器人，该机器人包括如前所述的机器人控制装置。