[发明专利]基于ROS系统机器人的云服务系统

说明书

本发明提供一种基于ROS操作系统机器人的云服务系统，桥接器依据通讯协议提供ROS操作系统与云端代理服务器、远程客户端的通讯接口；云端代理服务器与桥接器进行通讯，得到通讯消息，令通讯消息转发至远程客户端；云端代理服务器与远程客户端进行通讯，得到控制消息，令控制消息转发至桥接器；远程客户端接收通讯消息，得到机器人的状态信息；远程客户端发送控制消息至云端代理服务器，控制机器人活动；云端克隆体接收通讯消息，执行密集型运算，得到运算结果，将运算结果发送至云端代理服务器。采用三层的客户/服务器模型，避免以机器人为中心，实现对机器人在不具有公共IP地址的情况下完成网络远程监控。

技术领域

本发明涉及机器人技术，具体地，涉及一种基于ROS系统机器人的云服务系统，尤其是涉及一种用于远程监控基于ROS系统机器人的云服务系统。

背景技术

机器人操作系统ROS(Robot Operating System)代表了机器人应用开发的事实标准。ROS作为中间件，为硬件和资源提供了几个级别的软件抽象概念，降低机器人软件构建的复杂性。虽然ROS广泛用于开发服务机器人的应用程序，但ROS缺乏通过互联网控制和监视机器人的原生支持。而机器人与物联网概念相结合，通过互联网远程与机器人进行交互，能够最大限度的释放机器人的应用潜能。其基于的云机器人技术是机器人技术的一个新兴趋势需求，旨在利用物联网和云计算技术从两个维度推动机器人的应用，通过Web服务技术提供对机器人的远程无缝访问；并利用云端作为机器人的远程大脑，以克服机器人的计算、存储和能量限制。

目前虽然ROS广泛用于开发机器人的应用程序，但原生的ROS缺乏通过互联网远程控制和监视机器人的支持。尽管可以在同一局域网上的计算单元中编写ROS节点，但其中机器人都必须使用唯一的ROS主节点定义的统一资源标识符，此方案局限于局域网且没有扩展性。典型情况下，每个机器人都会启动自己的ROS主节点，多个机器人在同一网络中不能使用单一的ROS主节点。

目前也有若干种方法通过网络控制和监视支持ROS的机器人。在目前已有的工作中，大多数相关工作主要集中在使用客户端/服务器方法，而服务器在机器人中实现，客户端在应用程序中实现，如基于ROSBridge和ROSJS框架的应用来构建可远程控制的机器人。ROSBridge可实现对支持ROS的远程操作机器人的远程控制，然而，这种方法的缺点是以机器人为中心的方法，当服务器在机器人自身时，它限制了系统的可扩展性，因为机器人需要具有公共IP地址才能完成在网络上的远程监控。由于机器人通常没有公共IP地址，因此该方法本身不允许通过网络控制机器人。

另一方面，ROS典型的运行在机器人嵌入式端。虽然机器人可以基于ROS让内部的多个计算单元分担其计算任务，但机器人的整体性能，依然受到机器人内部的所有计算资源的总和的限制。机器人访问的信息量受限于其处理能力，存储空间以及其携带的传感器的数量和类型，从而限制了其学习能力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于ROS操作系统机器人的云服务系统。

根据本发明提供的基于ROS操作系统机器人的云服务系统，包括桥接器、云端代理服务器、远程客户端；桥接器依据通讯协议提供ROS操作系统与云端代理服务器、远程客户端的通讯接口；云端代理服务器与桥接器进行通讯，得到通讯消息，令通讯消息转发至远程客户端；云端代理服务器与远程客户端进行通讯，得到控制消息，令控制消息转发至桥接器；远程客户端接收通讯消息，得到机器人的状态信息；远程客户端发送控制消息至云端代理服务器，控制机器人活动。

优选地，所述基于ROS操作系统机器人的云服务系统，还包括云端克隆体，所述云端克隆体接收通讯消息，执行密集型计算，得到运算结果，将运算结果发送至云端代理服务器。

优选地，所述桥接器部署在机器人内部，所述云端代理服务器部署在云端。