[发明专利]一种CloudROS云机器人架构

权利要求书

1.一种CloudROS云机器人系统，其特征在于，包括云服务端、云服务接口、机器人端和用户监控端，机器人端和用户监控端分别通过云服务接口与云服务端互联；

所述的云服务接口是云服务端的服务对外提供的接口形式；云服务接口符合REST API规范，并支持多进程管理，满足多机器人的并发请求；云服务端的服务由云服务URI唯一标识，云服务URI由固定字段和参数字段组成，固定字段描述了云服务主机的信息，参数字段描述云服务请求的参数；

所述的云服务端包括云服务管理器、身份验证模块、服务查询模块、状态查询模块、ROS网络配置模块、脚本执行模块和应用模块；云服务管理器分别与身份验证模块、服务查询模块和状态查询模块连接，负责具体服务请求的调度；身份验证模块、服务查询模块和状态查询模块依次连接，完成机器人和用户的身份验证、请求的服务的查询以及请求的服务的运行状态；身份验证模块、服务查询模块和状态查询模块用于预处理阶段；预处理阶段完成后传递给请求处理阶段；

ROS网络配置模块和脚本执行模块用于请求处理阶段；ROS网络配置模块和脚本执行模块互联，ROS网络配置模块用于实现云服务端ROS环境变量的配置，实现服务节点向本地ROS网络的注册，脚本执行模块利用脚本文件实现应用模块中服务节点的启动和停止；脚本执行模块与应用模块互联，调取应用模块内的功能，实现脚本处理服务；

机器人端包括传感器采集模块、请求模块、通信模块、ROS节点管理器、服务质量监控模块和设置本地服务工具集；ROS节点管理器分别与传感器采集模块、请求模块、通信模块和服务质量监控模块相连，负责处理内部调度信息；传感器采集模块负责采集各种传感信息，传感器采集模块和云服务端的应用模块建立ROS话题通信，云服务被请求后，传感器模块采集的传感信息会被传输到云服务端进行处理；请求模块和通信模块共同实现机器人端对云服务端的服务请求；请求模块和通信模块相连，两者之间建立ROS服务形式的数据传输，请求模块向通信模块发送请求参数，包括服务名称、服务动作以及身份凭证；通信模块根据接收的请求参数构建符合规范的云服务URI，并以此云服务URI访问云服务端的云服务接口，实现服务的请求；通信模块与本地服务工具集连接，调用本地服务工具集的相关程序，完成通信功能；

服务质量监控模块与机器人端的所有模块连接，实现监控机器人端和云服务端的数据传输参数以及云服务端的服务处理结果，从而监控动态网络下云服务的质量；

用户监控端实现对于机器人端的机器人状态的监控；用户监控端包括请求模块、通信模块、监控模块、ROS节点管理器和GUI显示模块；ROS节点管理器分别与请求模块、通信模块、监控模块和GUI显示模块连接，负责处理内部调度信息；请求模块和通信模块共同实现监控端对服务的请求，请求模块和通信模块建立ROS服务通信；监控模块与云服务端的存储服务建立ROS话题形式通信，获取云服务端的存储的机器人数据；GUI显示模块与监控模块连接，显示从监控模块获取的机器人数据。

2.如权利要求1所述的一种CloudROS云机器人系统，其特征在于，所述的固定字段包括服务协议字段，服务接口字段，服务类型字段；参数字段包括服务名称字段，服务动作字段和身份凭证字段；

云服务URI具体格式为：

协议字段接口字段服务类型字段服务名称字段服务动作字段身份凭证字段

服务协议字段表示为HTTP协议；服务接口字段表示云服务主机的IP地址和云服务应用程序对应的端口；服务类型字段表示云服务的类型，分为计算服务和存储服务；服务名称字段表示云服务端的服务的名称，服务动作字段表示对云服务采取的动作，包括启动和停止；身份凭证字段用于云服务请求时的身份验证。

3.如权利要求1或2所述的一种CloudROS云机器人系统，其特征在于，所述的应用模块包括：计算服务、存储服务和第三方服务；计算服务主要负责处理复杂的机器人算法，卸载机器人密集型计算；存储服务采用一个共享资源池，机器人端通过云服务接口向云服务端的共享资源池存储机器人以及环境的传感信息，用户监控端通过云服务接口获取指定的机器人的数据，从而监控机器人的状态；第三方服务是云服务端通过网络接入第三方服务的开放接口，从而实现更丰富的机器人应用。