[发明专利]一种机器人跨平台通信协议和控制方法

说明书

本发明公开了一种机器人跨平台通信协议和控制方法，首先在Unity3D中设计控制面板界面，Unity3D通过脚本连接模块与控制机器人的ROS系统实现TCP或者UDP连接；Unity3D端读取使用者输入到控制面板中的运动控制信息，并向ROS系统发送控制命令控制机器人运动；ROS系统向Unity3D端发送实时的机器人运动信息，Unity3D端实时监听机器人运动状态；最后通过Unity3D导出不同平台的可执行程序实现ROS的跨平台交互。本发明实现了不同平台对运行在ROS系统下的机器人的远程控制和通信，避免了从底层写起将ROS系统嵌入其他平台的复杂性，可以支持不同语言不同开发环境，进而可以进行多种语言环境的通信。

技术领域

本发明属于ros系统通信和控制领域，具体涉及一种机器人跨平台通信协议和控制方法。

背景技术

ROS系统的前身是斯坦福人工智能实验室为了支持斯坦福智能机器人STAIR而建立的交换庭switchyard项目。它是一个机器人软件平台，能为异质计算机集群提供类似操作系统的功能。ROS(Robot Operating System)系统的主要目标是为机器人研究和开发提供代码复用的支持。所以它是一个分布式的进程框架，这些进程被封装在易于被分享和发布的程序包和功能包中。ROS系统提供一些标准操作系统服务，例如硬件抽象，底层设备控制，常用功能实现，进程间消息以及数据包管理等。

近年来随着机器人、人工智能的日益壮大，ROS系统这一开源系统凭借其高效稳定的性能逐步为许多机器人厂商所使用，使其蓬勃发展。

然而ROS系统还在逐步成长中，在跨平台控制和通信方面做得并不够出色，rosjava等也不够完善，所以解决ROS系统的跨平台通信和控制问题就显得尤为重要，本方法基于轻量级的rosbridge协议，利用Unity3D的跨平台性，巧妙地实现了ROS系统的跨平台交互，可用于轻量级的通信和机器人控制中。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本方法提出一种机器人跨平台通信协议和控制方法，实现ROS系统的跨平台通信和控制。

本发明采用如下技术方案，一种机器人跨平台通信协议和控制方法，包括以下步骤：

(1)在Unity3D中设计控制面板界面，Unity3D通过脚本连接模块与控制机器人的ROS系统实现传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)或者用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)连接；

(2)Unity3D端读取使用者输入到控制面板中的运动信息，并向ROS系统发送控制命令控制机器人运动；

(3)ROS系统向Unity3D端发送实时的机器人运动信息，Unity3D端实时监听机器人运动状态。

优选地，在步骤(1)中，在Unity3D中使用内置UI控件UGUI设计UI界面控制面板，所述控制面板包括IP地址输入框，连接按钮，角速度线速度输入框，前进停止按钮和运动信息显示框，利用Photoshop实现界面图标的优化和渲染。

优选地，在步骤(1)中，所述脚本连接模块是将Unity3D的应用平台与ROS系统的主机放在同一个局域网下，建立C#脚本，新建一个TCP或者UDP客户端类，即TcpClient类或者UdpCilent类，与控制机器人的ROS系统实现传输控制协议TCP或者用户数据报协议UDP连接。