CN112817290A - 一种通讯框架、机器人远程控制***及方法、服务器 - Google Patents

一种通讯框架、机器人远程控制***及方法、服务器 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种通讯框架、机器人远程控制***及方法、服务器。所述通讯框架，用于远程管理至少一台机器人，所述通讯框架包括开源框架Grpc；所述Grpc用于承载控制数据和反馈数据的传输；所述Grpc的技术上层至少定义有以下控制接口：第一控制接口、第二控制接口、第三控制接口；所述第一控制接口用于管控机器人主动上报基本信息，并启动接收控制指令的逻辑；所述第二控制接口用于管控机器人持续上报反馈信息；所述第三控制接口用于从控制平台获取设置参数。能够建立通讯***以远程同时管理控制多台机器人。

Description

一种通讯框架、机器人远程控制***及方法、服务器
技术领域
本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种通讯框架、机器人远程控制***及方法、服务器。
背景技术
现在机器人技术发展成熟，人们可以控制机器人执行各种各样的工作任务。然而当前对机器人的操作，需要操作人员与***作机器人在同一通信网络环境下构建通讯，即使使用无线通讯技术，也无法让操作人员远离现场。如果工作现场存在危险因素，也有可能对操作员人身安全造成损害。
发明内容
本说明书实施方式的目的是提供一种通讯框架、机器人远程控制***及方法、服务器，基本底层通讯协议可以采用开源框架Grpc和Webrtc，能够建立通讯***以远程同时管理控制多台机器人。
为实现上述目的，本说明书实施方式提供一种通讯框架，用于远程管理至少一台机器人，所述通讯框架包括开源框架Grpc；所述Grpc用于承载控制数据和反馈数据的传输；所述Grpc的技术上层至少定义有以下控制接口：第一控制接口、第二控制接口、第三控制接口；所述第一控制接口用于管控机器人主动上报基本信息，并启动接收控制指令的逻辑；所述第二控制接口用于管控机器人持续上报反馈信息；所述第三控制接口用于从控制平台获取设置参数。
在一个实施方式中，所述Grpc的技术上层还定义有承载数据的数据结构。
在一个实施方式中，所述通讯框架还包括开源框架Webrtc；所述Webrtc受控于所述Grpc指令，所述Webrtc承载的数据具有实时性要求的属性。
在一个实施方式中，所述Webrtc承载的数据包括：视频、音频。
在一个实施方式中，所述Grpc的技术上层还定义有指令集，所述指令集中包括至少一个业务指令；其中，每个所述业务指令与对应的业务模块对接。
在一个实施方式中，所述通讯框架的网络环境为4G或5G。
本说明书实施方式还提供一种机器人远程控制***，所述控制***包括如上述任意一项所述的通讯框架；所述远程控制***包括：两台以上机器人、服务器；所述机器人端设置有远端程序，所述远端程序用于主动连接服务器；所述服务器位于公共互联网的网络环境，所述服务器端设置有服务端程序，所述服务端程序用于与机器人建立通讯连接；所述服务器还包括有Web端公开的接口，用于对机器人进行控制。
本说明书实施方式还提供一种机器人远程控制方法，所述控制方法基于如上述任意一项所述的通讯框架；所述方法包括：根据接收的通讯连接请求，与所述通讯连接请求指向的所述机器人建立通讯连接；根据Web端公开的接口接收的控制指令，对所述控制指令指向的所述机器人发送业务控制指令。
本说明书实施方式还提供一种机器人远程控制方法，所述控制方法基于如上述任意一项所述的通讯框架；所述方法包括：根据机器人端设置的远端程序，向服务器发送通讯连接请求；在连接成功的情况，接收所述服务器发送的业务控制指令；其中，所述业务控制指令对应于Web端公开的接口接收的控制指令。
本说明书实施方式还提供一种服务器，所述服务器基于如上述任意一项所述的通讯框架；所述服务器位于公共互联网的网络环境，所述服务器包括：接收单元、处理单元，发送单元；所述接收单元用于接收通讯连接请求；所述处理单元用于与所述通讯连接请求指向的所述机器人建立通讯连接；其中，所述机器人的数量为两台以上；所述接收单元还用于接收Web端公开的接口的控制指令，所述发送单元用于对所述控制指令指向的所述机器人发送业务控制指令。
由以上本说明书实施方式提供的技术方案可见，本说明书实施方式通过基本底层通讯协议采用开源框架Grpc，可以结合机器人特点和业务需求，在Grpc技术上层定义一套对机器人控制的接口、指令集和数据传输格式。以建立起一个能够可以同时管理控制多台机器人的平台。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本说明书提供的一种通讯框架示意图。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施方式中的附图，对本说明书实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本说明书一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本说明书中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。
请参阅图1。本说明书提供一种机器人远程控制***，所述控制***通讯框架的基本底层通讯协议采用开源框架Grpc和Webrtc；所述远程控制***包括：两台以上机器人、服务器；所述机器人端设置有远端程序，所述远端程序用于主动连接服务器；所述服务器位于公共互联网的网络环境，所述服务器端设置有服务端程序，所述服务端程序用于与机器人建立通讯连接；所述服务器还包括有Web端公开的接口，用于对机器人进行控制。
在本实施方式中，服务器可以为具有运算和网络交互功能的电子设备；也可以为运行于该电子设备中，为数据处理和网络交互提供业务逻辑的软体。
在本实施方式中，服务器并不限制具体的数量。其可以为一个服务器，还可以为几个服务器，或者，若干服务器形成的服务器集群。
在本实施方式中，Grpc是由***公司开发的一套基于HTTP/HTTP2协议，进行安全高性能数据通讯的框架，具有传输数据速度快，内容经过安全加密，使用简单等特点。本实施方式的通讯框架使用Grpc用来承载控制数据和反馈数据的传输。
在本实施方式中，Webrtc是由***公司开发的一套用于实时多媒体数据传输的框架。本框架在传输多媒体数据时，具有较高的压缩率，可用较小的带宽和数据量实现清晰的视频传输。此外Webrtc还具有低延时，根据网络健康状况自动调整清晰度，以保证多媒体数据能够以最快的速度进行传输。在机器人的远程控制需求中，对低延时的视频、音频传输一直是一个硬性的要求，能通过视频画面及时的观察到机器人的工作环境，并做出反应。因此，本框架使用Webrtc承载实现视频、音频和部分对实时性要求比较高的数据传输。
本说明书提供的一种通讯框架，用于远程管理至少一台机器人，所述通讯框架包括开源框架Grpc；所述Grpc用于承载控制数据和反馈数据的传输；所述Grpc的技术上层至少定义有以下控制接口：第一控制接口、第二控制接口、第三控制接口；所述第一控制接口用于管控机器人主动上报基本信息，并启动接收控制指令的逻辑；所述第二控制接口用于管控机器人持续上报反馈信息；所述第三控制接口用于从控制平台获取设置参数。
在本实施方式中，结合机器人特点和业务需求，基于所述Grpc，在所述Grpc的技术上层定义了对机器人控制的接口、指令集和数据传输格式等。具体的，所述Grpc可以包括第一控制接口、第二控制接口、第三控制接口：
Figure BDA0002945496080000041
在本实施方式中，定义了Grpc数据传输的接口和承载数据的数据结构。
在一个实施方式中，所述通讯框架还包括开源框架Webrtc；所述Webrtc受控于所述Grpc指令，所述Webrtc承载的数据具有实时性要求的属性。具体的，例如，将通过设定实时性要求对应的延时时长阈值，将延时时长要求为小于该延时时长阈值的数据由所述Webrtc承载。
在一个实施方式中，所述Webrtc承载的数据包括：视频、音频。视频、音频数据的实时性要求较高，由所述Webrtc承载。
在一个实施方式中，所述Grpc的技术上层还定义有指令集，所述指令集中包括至少一个业务指令；其中，每个所述业务指令与对应的业务模块对接。
在本实施方式中，具体的业务指令由指令集进行简单的区分,再由各个业务模块进行具体解析，其内容和格式由各个业务模块进行。
具体的，所述Grpc定义的指令集可以包括PullCommand接口指令集:
SLAM_MAPPING_START开始SLAM建图任务,参数:无
SLAM_MAPPING_STOP仅停止SLAM建图任务,参数:无
SLAM_MAPPING_SAVE保存SLAM建图数据,并停止SLAM建图任务,参数:地图名称,该名称框架服务端自动生成
SLAM_PATH_START开始自动路径记录任务,参数:地图名
SLAM_PATH_STOP停止自动路径记录任务,参数:无
SLAM_PATH_SAVE保存自动记录的路径数据,参数:路径名称,该名称由框架服务端自动生成
SLAM_NAV_START开始SLAM自动导航,参数:地图名,巡逻路径名
SLAM_NAV_STOP停止SLAM自动导航,参数:无
ASSETS_UPDATED_NOTICE资源更新通知,机器人获得通知后,自动与服务端同步地图和路径等信息,保证不同的机器人都使用一致的数据
在一个实施方式中，所述通讯框架的网络环境为4G或5G。
通过上述实施方式提供的通讯框架，可以在现有机器人控制***之上,建立一套远程管控通讯框架，方便地建立起一个能够可以同时管理控制多台机器人的平台。单独或者批量对机器人发送任务指令,启动任务执行或者终止当前任务等。本实施方式提供的通讯框架的优点是可以通过4G/5G网络，可以使操作人员远离工作现场，在更远的地方对机器人进行控制，并获得反馈。不需要操作人员与机器人位于相同的工作地点。即可以在同一通络环境下对所述机器人进行管控。
本说明书还提供的一种机器人远程控制方法，所述控制方法基于如上述实施方式中任意一项所述的通讯框架；所述方法可以包括以下步骤。
步骤S10：根据接收的通讯连接请求，与所述通讯连接请求指向的所述机器人建立通讯连接。
步骤S12：根据Web端公开的接口接收的控制指令，对所述控制指令指向的所述机器人发送业务控制指令。
本实施方式提供机器人远程控制方法为服务器侧的远程控制方法。在本实施方式中，仅针对与前述实施方式不同之处进行了描述，其它内容可以对照前述实施方式的内容解释，在此不再赘述。
本说明书还提供的一种机器人远程控制方法，所述控制方法基于如上述实施方式中任意一项所述的通讯框架；所述方法可以包括以下步骤。
步骤S20：根据机器人端设置的远端程序，向服务器发送通讯连接请求。
步骤S22：在连接成功的情况，接收所述服务器发送的业务控制指令；其中，所述业务控制指令对应于Web端公开的接口接收的控制指令。
本实施方式提供机器人远程控制方法为机器人端的远程控制方法。在本实施方式中，仅针对与前述实施方式不同之处进行了描述，其它内容可以对照前述实施方式的内容解释，在此不再赘述。
本说明书还提供的一种服务器，所述服务器如上述实施方式中任意一项所述的通讯框架；所述服务器位于公共互联网的网络环境，所述服务器包括：接收单元、处理单元，发送单元；
所述接收单元用于接收通讯连接请求；所述处理单元用于与所述通讯连接请求指向的所述机器人建立通讯连接；其中，所述机器人的数量为两台以上；
所述接收单元还用于接收Web端公开的接口的控制指令，所述发送单元用于对所述控制指令指向的所述机器人发送业务控制指令。
在本实施方式中，仅针对与前述实施方式不同之处进行了描述，其它内容可以对照前述实施方式的内容解释，在此不再赘述。
虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储装置在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请。

Claims (10)

1.一种通讯框架，其特征在于，用于远程管理至少一台机器人，所述通讯框架包括开源框架Grpc；
所述Grpc用于承载控制数据和反馈数据的传输；所述Grpc的技术上层至少定义有以下控制接口：第一控制接口、第二控制接口、第三控制接口；所述第一控制接口用于管控机器人主动上报基本信息，并启动接收控制指令的逻辑；所述第二控制接口用于管控机器人持续上报反馈信息；所述第三控制接口用于从控制平台获取设置参数。
2.如权利要求1所述通讯框架，其特征在于，所述Grpc的技术上层还定义有承载数据的数据结构。
3.如权利要求1所述通讯框架，其特征在于，所述通讯框架还包括开源框架Webrtc；
所述Webrtc受控于所述Grpc指令，所述Webrtc承载的数据具有实时性要求的属性。
4.如权利要求3所述通讯框架，其特征在于，所述Webrtc承载的数据包括：视频、音频。
5.如权利要求1所述通讯框架，其特征在于，所述Grpc的技术上层还定义有指令集，所述指令集中包括至少一个业务指令；其中，每个所述业务指令与对应的业务模块对接。
6.如权利要求1所述通讯框架，其特征在于，所述通讯框架的网络环境为4G或5G。
7.一种机器人远程控制***，其特征在于，所述控制***包括如权利要求1至权利要求6任意一项所述的通讯框架；所述远程控制***包括：两台以上机器人、服务器；
所述机器人端设置有远端程序，所述远端程序用于主动连接服务器；
所述服务器位于公共互联网的网络环境，所述服务器端设置有服务端程序，所述服务端程序用于与机器人建立通讯连接；
所述服务器还包括有Web端公开的接口，用于对机器人进行控制。
8.一种机器人远程控制方法，其特征在于，所述控制方法基于如权利要求1至权利要求6任意一项所述的通讯框架；所述方法包括：
根据接收的通讯连接请求，与所述通讯连接请求指向的所述机器人建立通讯连接；
根据Web端公开的接口接收的控制指令，对所述控制指令指向的所述机器人发送业务控制指令。
9.一种机器人远程控制方法，其特征在于，所述控制方法基于如权利要求1至权利要求6任意一项所述的通讯框架；所述方法包括：
根据机器人端设置的远端程序，向服务器发送通讯连接请求；
在连接成功的情况，接收所述服务器发送的业务控制指令；其中，所述业务控制指令对应于Web端公开的接口接收的控制指令。
10.一种服务器，其特征在于，所述服务器基于如权利要求1至权利要求6任意一项所述的通讯框架；所述服务器位于公共互联网的网络环境，所述服务器包括：接收单元、处理单元，发送单元；
所述接收单元用于接收通讯连接请求；所述处理单元用于与所述通讯连接请求指向的所述机器人建立通讯连接；其中，所述机器人的数量为两台以上；
所述接收单元还用于接收Web端公开的接口的控制指令，所述发送单元用于对所述控制指令指向的所述机器人发送业务控制指令。
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