(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210600501.8 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 北京计算机技 术及应用研究所 地址 100854 北京市海淀区永定路51号 (72)发明人 陈占杰　寇金桥　瞿秋薏　籍雁翔　 吴敏　王浩枫　 (74)专利代理 机构 中国兵器 工业集团公司专利 中心 11011 专利代理师 辛海明 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种通用的机器人运动控制方案的设计方 法 (57)摘要 本发明涉及一种通用的机器人运动控制方 案的设计方法， 属于机器人领域。 本发明分离了 直行速度发布线程， 使机器人在持续执行单一动 作指令时不会因速度发布器陷入死循环而无法 执行其他动作指令； 对于转弯指令， 利用惯导的 角度信息进行几何转换， 获取目标角度， 在按照 指令方向旋转时同时监测惯导实时角度， 大大提 高了旋转的精确度； 本发明设计了优先级调度 器， 使机器人处理多进程同时下发控制指令时具 有可控逻辑， 不会陷入动作失控状态； 本发明自 定义了一种包含 更多元素的消息类型， 能够使用 户更加灵活的控制机器人的运动方式。 本发明使 机器人运动更智能和精确， 提高了用户对机器人 控制的灵活性。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115008453 A 2022.09.06 CN 115008453 A 1.一种通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特 征在于， 该 方法包括： S11、 自定义控制消息文件， 该消息文件包括消息来源、 指令类别和速度值； 消息来源用 于指示消息的进程来源， 用于判断是否读取速度值； 指 令类别用于指示机器人行为指 令， 包 括前进、 后退、 左转、 右转和停止； 速度值用于指示机器人本次动作的速度值大小； S12、 注册ROS节点、 订阅器和发布器； 发布器用于发布控制消息到话题， 供需要该消息 的进程订阅； 订阅器则从话题订阅消息， 再通过回调函数 处理消息， 回调函数在初始化订阅 器时声明； S13、 控制消息首先会经过优先级调度器的筛选， 按照用户预先设定的优先级将最终的 消息发送到话题上供控制进程订阅； 订阅器在话题订阅到控制消息时， 回调函数会进行消 息来源判断， 根据功能协议的不同， 从而读取不同的消息内容， 根据消息中的指 令执行相应 的动作； 指令为直行时， 设置全局flag＝1， 构建一个单独的线程， 按照预设速度或消息速度循 环发布速度消息 到动作模块， 线程的执 行方式为detac h()， 即分离线程； 当指令为旋转时， 设置flag＝2， 直行线程因flag值变化从而跳出自循环， 直行线程结 束,执行旋转动作； 当指令为停车时， 设置flag＝0， 回调函数会将所有速度值初始化为零， 然后发送一次 速度指令清空控制器速度信息， 使机器人停车。 2.如权利要求1所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S11中， 消息来源 包括语音识别和手势 识别。 3.如权利要求2所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 当消息来 源为语音识别时， 用户可能会口述以某速度前进， 需要读取速度值， 如为空值， 则使用控制 程序内的默认值； 当消息来源为手势识别时， 由于手势不包含速度消息， 则不需要读取速度 值。 4.如权利要求1所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S12中， 在私有成员中实例化节点句 柄、 订阅器、 发布器， 节点句 柄是ROS节点用来调用函数 的标志； 然后， 在公有成员中初始化订阅器、 发布器， 定义订阅和发布的消息类型、 消息话 题、 消息传输频率以及订阅回调函数； 最后， 将动作函数和回调函数声明为公有函数， 其中 动作函数直接在类中实现。 5.如权利要求1所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 所述步骤 S13中， 语音识别功能能识别出动作指令及速度消息， 则消息内容中会包含速度值内容， 那 么订阅器回调就会读取速度值以及指令类别； 如果进程不能识别速度值消息， 则根据指令 调用不同的动作发布方法。 6.如权利要求1所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 当指令为 旋转时， 预设旋转角度为90度， 首先订阅惯导模块话题， 获取角度信息， 然后将该模块的四 元数信息转 化为欧拉角， 根据初始位置以及旋转角度计算目标位姿的方向， 从而精准 转向。 7.如权利要求1所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 所述 回调 函数会将所有速度值初始化 为零包括将线速度、 角速度初始化 为零。 8.如权利要求1 ‑7任一项所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 所述步骤S13中的优先级调度方法包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115008453 A 2假设有两个进程a,b会同时发布运动指令； 将a， b两个进程的消息指令发布到 两个不同的话题 topic1和topic2； 创建优先级调度器， 订阅topic1和topic2， 并且设置两个话题的静态优先级的数值； 假 设topic2的优先级高于topic1； 根据优先级的数值， 当两个topic中都有数据时， topic1会被放弃处理， 优先级调度器 只发布topic2中的消息 到新的话题 topic3中， 控制节点将始终从topic 3中订阅消息 。 9.如权利要求8所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 优先级的 数值越小， 优先级越高。 10.如权利要求8所述的通用的机器人运动控制方案的设计方法， 其特征在于， 多个进 程发布的指令消息在优先级调度器中设置不同的优先 数， 实现多选一。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115008453 A 3