一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统，第一级监控中心，用于实现对服务机器人控制系统的状态信息、姿态信息进行监控并根据监控信息判断任务的工作状态；第二级监控中心实现对第一级监控中心执行状况进行实时监控同时对第一级监控中心返回的状态信息进行处理并做出处理决策返回给第一级监控中心执行；第三级监控中心，用于实现对第一级监控中心执行状况进行实时监视。能够对机器人控制系统信息进行有效监控并针对错误信息作出相应的处理措施，避免因机器人疯跑等错误引起的危险情况发生，保障机器人能够安全、稳定、高效的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统
本技术涉及监控
，具体涉及一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统。
技术介绍
当前衡量机器人控制系统质量的重要标志是系统的安全性和稳定性，对于室内环境下运行的服务机器人，考虑到人与机器人的和谐相处，服务机器人控制系统的安全性和稳定性显得尤为重要。为保证机器人控制系统的可靠运行，提高机器人控制系统的安全性，对于机器人控制系统运行状态的监控，传统方法多采用“看门狗”技术，但是将硬件看门狗或软件看门狗技术作为服务机器人安全监控的核心主要存在一些问题：(1)只是对机器人控制系统程序是否跑飞进行监控，无法对各部件运行状况，如机器人速度、姿态、电源等信息进行全面实时监控。对机器人的监控比较单一，不够全面。(2)机器人控制系统程序一旦出现执行错乱，只能对机器人的主控制器进行复位操作，而对机器人控制系统的部件故障，异常状态信息无能为力，即监控处理机制不够全面灵活。机器人控制系统运行常见的错误有：控制系统电源故障、机器人运行姿态错误或速度异常、控制器程序执行错误、电机电流过流、上下位机通信异常等，每一种错误都会影响机器人的稳定运行。总之，目前监控系统架构无法实现对面向服务机器人控制系统有效的监控。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本技术公开了一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统，本技术的目的是通过三级监控中心实现对服务机器人控制系统的多重监控，并针对错误信息作出相应的处理措施，避免因机器人疯跑等错误引起的危险情况发生，保障机器人能够安全、稳定、高效的运行。为实现上述目的，本技术的具体方案如下：一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统，包括：第一级监控中心，用于实现对服务机器人控制系统的状态信息、姿态信息进行监控并根据监控信息判断任务的工作状态；第二级监控中心，所述第二级监控中心与所述第一级监控中心进行通信，所述第二级监控中心实现对第一级监控中心执行状况进行实时监控同时对第一级监控中心返回的状态信息进行处理并做出处理决策返回给第一级监控中心执行；第三级监控中心，用于实现对第一级监控中心执行状况进行实时监视，当第一级监控中心程序执行出错导致程序跑飞时，实现对第一级监控中心产生复位操作，同时，利用计数器对看门狗复位操作次数进行计数，当复位次数达到一定值时，第一级监控中心将报警信息传给第二级监控中心。进一步的，所述第二级监控中心还能通过网络将机器人控制系统的状态信息实时推送到APP客户端，告知用户机器人控制系统的运行状态。状态信息包括电池电量、超声障碍信息、故障信息。进一步的，所述第一级监控中心包括控制器，所述控制器分别与惯导模块、过流检测模块、电压检测模块、超声信息模块、编码器测速模块、第二电源稳压模块相连。惯导模块能够在GPS无法定位的室内环境下，获得机器人的位置信息，实现机器人的相对定位；过流检测模块是机器人通过电机驱动芯片输出电机运行过程中电流大小，来检测电机运行电流是否过大；电压检测模块用于实时检测电池的电压高低，当电压降低到一定的数值时，需要充电；超声信息模块用于检测机器人周围障碍的距离信息；编码器测速模块通过采集编码器输出脉冲来测定机器人的行走速度；电源稳压模块是将电池高电压降压转换成控制器和各种传感器所需要的正常工作电压5V和3.3V。进一步的，第一级监控中心的控制器采用的是抢占式多任务实时操作系统，负责检测各个模块信息的多任务运行，还需要对多任务进行运行监控。进一步的，所述控制器对多任务进行运行监控，具体是首先将软件看门狗作为优先级最高的任务，监视其他任务是否正常运行，当被监视的各任务都正常运行时，被监视任务就会在一定的时间内对控制器进行喂狗操作，如果被监视的某一任务运行出现异常时，则监视任务把异常任务的堆栈指针指向任务起始地址，将异常任务重新启动，并对异常任务的重启次数进行统计。进一步的，所述重启次数达到设定的次数任务仍出现异常时，异常任务在规定的时间内无法对控制器进行喂狗操作，控制器产生复位操作。进一步的，所述第二级监控中心包括上位机，所述上位机与第一电源稳压模块相连，所述上位机与第一级监控中心的控制器进行通信。进一步的，所述第三级监控中心包括硬件看门狗电路，所述硬件看门狗电路与第二电源稳压模块相连，所述硬件看门狗电路与第一级监控中心的控制器进行通信，接收所述控制器发出的喂狗信号并将复位信号传输至所述控制器。进一步的，所述第二级监控中心将报警信息通过网络服务器传输至APP客户端。进一步的，所述第二级监控中心对第一级监控中心的程序执行状况进行实时监控，程序执行状况包括程序执行是否出错，通信协议是否乱码。一种面向服务机器人控制系统的多重监控方法，包括：第一级监控中心对服务机器人控制系统的状态及姿态的监控步骤、第二级监控中心对第一级监控中心的监控步骤及第三级监控中心对第一级监控中心的监控步骤；其中，第一级监控中心对服务机器人控制系统的状态及姿态的监控步骤具体为：第一级监控中心实现对服务机器人控制系统的底层外围传感器的信息采集和运动控制；第二级监控中心对第一级监控中心的监控步骤为：第一级监控中心将状态信息返回至第二级监控中心进行分析处理，并作出处理决策返回给第一级监控中心执行，第二级监控中心同时对第一级监控中心的程序执行状况进行实时监控；第三级监控中心对第一级监控中心的监控步骤为：第三级监控中心对第一级监控中心的程序执行状况进行实时监视，当第一级监控中心程序执行出错导致程序跑飞时，对第一级监控中心产生复位操作，同时，利用计数器对看门狗复位操作次数进行计数，当短时间内复位次数达到设定值时，第一级监控中心将报警信息传给第二级监控中心。进一步的，所述第一级监控中心对服务机器人控制系统的状态及姿态的监控步骤具体为：首先将软件看门狗作为优先级最高的任务，监视其他任务是否正常运行，当被监视的各任务都正常运行时，被监视任务就会在一定的时间内对控制器执行喂狗操作；如果被监视的某一任务运行出现异常时，则监视任务把异常任务的堆栈指针指向任务起始地址，重新启动异常任务，并对异常任务的重启次数进行统计，当达到一定的次数仍出现异常时，异常任务在规定的时间内无法对控制器进行喂狗操作，控制器就会产生复位操作。进一步的，所述第二级监控中心对第一级监控中心的监控步骤具体为：第二级监控中心与第一级监控中心通过串口进行通信，一方面对第一级监控中心的程序执行状况进行实时监控包括程序执行出错，通信协议乱码，另一方面对第一级监控中心返回的状态信息进行分析处理，并作出处理决策返回给第一级监控中心执行，同时第二级监控中心还能通过网络将机器人控制系统的状态信息实时推送到APP客户端，将机器人系统的运行状态告知用户。进一步的，第二级监控中心对第一级监控中心的监控时，首先判断机器人的状态是否运行正常，若否，则关闭行走电机电源，若是，则继续判断第一级监控中心运行是否正常，若是，则继续接收第一级监控中心上传的机器人的状态信息步骤，若否，则第一级监控中心控制器复位，若复位次数超过设定值，则第二级监控中心产生报警信息并通过网络将报警信息传输至客户端。本技术的有益效果：本技术的高效全面的监控系统及方法能够对机器人控制系统信息进行有效监控并针对错误信息作出相应的处理措施，避免因机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统，其特征是，包括：第一级监控中心，用于实现对服务机器人控制系统的状态信息、姿态信息进行监控并根据监控信息判断任务的工作状态；第二级监控中心，所述第二级监控中心与所述第一级监控中心进行通信，所述第二级监控中心实现对第一级监控中心执行状况进行实时监控同时对第一级监控中心返回的状态信息进行处理并做出处理决策返回给第一级监控中心执行；第三级监控中心，用于实现对第一级监控中心执行状况进行实时监视，当第一级监控中心程序执行出错导致程序跑飞时，实现对第一级监控中心产生复位操作，同时，利用计数器对看门狗复位操作次数进行计数，当复位次数达到一定值时，第一级监控中心将报警信息传给第二级监控中心。

【技术特征摘要】
1.一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统，其特征是，包括：第一级监控中心，用于实现对服务机器人控制系统的状态信息、姿态信息进行监控并根据监控信息判断任务的工作状态；第二级监控中心，所述第二级监控中心与所述第一级监控中心进行通信，所述第二级监控中心实现对第一级监控中心执行状况进行实时监控同时对第一级监控中心返回的状态信息进行处理并做出处理决策返回给第一级监控中心执行；第三级监控中心，用于实现对第一级监控中心执行状况进行实时监视，当第一级监控中心程序执行出错导致程序跑飞时，实现对第一级监控中心产生复位操作，同时，利用计数器对看门狗复位操作次数进行计数，当复位次数达到一定值时，第一级监控中心将报警信息传给第二级监控中心。2.如权利要求1所述的一种面向服务机器人控制系统的多重监控系统，其特征是，所述第二级监控中心还能通过网络将机器人控制系统的状态信息实时推送到APP客户端，告知用户机器人控制系统的运...

【专利技术属性】
技术研发人员：周风余，杨中欣，田天，焦建成，刘贤锴，张超，
申请(专利权)人：苏州美好明天智能机器人技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32