一种机器人示教平台及其架构方法技术

一种机器人示教平台及其架构方法，该平台包括双系统启动单元、人机交互接口、数据处理单元和通讯模块；其使Android和Linux两个操作系统共享一个CPU和一个内存资源，且共用一个文件系统，但各自独立位于不同的目录下；在操作系统内核启动后，一边继续正常引导Android操作系统启动，同时在后台使用chroot修改文件根目录指向Linux操作系统的根目录，并以此根目录为基础，在后台启动Linux操作系统相关进程，即在同一所述文件系统中隔离Linux文件系统和Android文件系统，以支持人机交互接口和数据处理单元之间通过前后台通讯方式进行数据交换。因此，本发明专利技术不仅保留了Android操作系统优秀的交互体验，又有Linux操作系统(Ubuntu)强大的后台功能，特别适用于对工业机器人体积有苛刻要求的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人示教平台及其架构方法
本专利技术涉及人工智能
，尤其涉及一种机器人示教平台及其架构方法。
技术介绍
随着各种高新技术的不断发展，机器人作为一种新的技术以一种巧妙的方式渗透进了我们的生活。我们的身边也出现了越来越多的机器人产品，机器人示教平台是进行机器人的手动操纵、程序编写、参数配置以及监控用的手持装置，也是最常打交道的机器人控制装置。机器人示教平台中最核心的部件是人机交互接口和数据处理单元。例如：在工业机器人领域，机器人配置示教、程序管理和监控等功能往往有较高的人机交互体验要求，Android操作系统平台是比较适合的选择。Android操作系统作为目前最流行的人机交互平台，提供了优秀的图形用户界面(GraphicalUserInterface，简称GUI，又称图形用户接口)的交互体验，被作为终端广泛使用在各种场合。然而，Android操作系统为保证前台人机交互程序的流畅性，其后台能力被刻意设计的比较弱。在前端资源不足的情况下，后台程序可能被系统冻结、暂停或终止执行，以回收后台占用的资源满足前台程序运行。Linux系统操作系统是以强大的后台处理功能著称的，当然Linux系统操作系统也有自己的GUI子系统，如果仅使用Linux系统操作系统，前台人机交互和后台服务均跑在Linux系统操作系统上，也是可行的。然而，Linux系统操作系统强项在于后台服务，人机交互体验等前台功能比较弱，与Android系统操作系统的人机交互体验差距蛮大(如图1所示)。目前，为了保证后台程序稳定运行，大部分场景中，后台程序需部署到一台独立的具有Linux系统操作系统电脑中。此时，Android系统操作系统只部署前台程序，前台程序通过网络连接到Linux系统操作系统的后台程序中去获取数据，两者结合来提供完整的服务。这样，就需要两套独立的计算设备才能提供完整的计算服务(如图2)。也就是说，上述做法将需要搭建一台Linux服务器来给Android系统操作系统提供后台服务。但某些工业机器人的使用场景空间是非常狭小的，对机器人控制器大小有苛刻要求的，多一个服务器势必将挤占更多的空间；再加上很多工业机器人是独立部署的，并没有接入网络。因此，上述的构建方案直接导致空间浪费和成本提高的问题。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术的技术方案如下：一种机器人示教平台，其包括：双系统启动单元，用于使Android和Linux两个操作系统共享一个CPU和一个内存资源，且共用一个文件系统，但各自独立位于不同的目录下；在操作系统内核启动后，一边继续正常引导Android操作系统启动，同时在后台使用chroot修改文件根目录指向Linux操作系统的根目录，并以此根目录为基础，在后台启动Linux操作系统相关进程，以在同一所述文件系统中隔离Linux文件系统和Android文件系统；人机交互接口，与所述双系统启动单元相连，其用Android操作系统进行前台人机交互程序；数据处理单元，与所述双系统启动单元相连，其用Linux操作系统进行后台处理程序；通讯模块，与所述人机交互接口和数据处理单元相连，用于所述人机交互接口和数据处理单元之间通过前后台通讯方式进行数据交换。进一步地，所述前后台通讯方式为网络通讯方式或本地进程间通讯方式。进一步地，所述本地进程间通讯为pipe、信号量、消息队列或共享内存等IPC通讯模式。进一步地，在所述本地进程间通讯的共享内存模式中，所述CPU和内存资源由Linux内核直接调度，当Android程序和Linux程序需要所述CPU或内存资源时，均向所述Linux内核申请，所述Linux内存动态调配闲置的资源给需要的程序。进一步地，所述双系统启动单元在启动Linux操作系统时执行GUI子系统禁用代码。进一步地，所述的机器人示教平台还包括虚拟远程终端，所述Linux操作系统下安装有SSH或Telnet服务，当管理Linux操作系统后台程序时，通过网络使用SSH或Telnet服务的方式登录Linux操作系统，虚拟远程终端进行Linux环境配置和/或监控后台程序的开发或运行。进一步地，所述虚拟远程终端进行Linux环境配置和/或监控后台程序的开发采用Python、Golang、JavaScript、Java或C++语言。为克服上述缺陷，本专利技术又一技术方案如下：一种机器人示教平台的构架方法，其包括：步骤S1：将Android和Linux两个操作系统共享一个CPU和一个内存资源，且共用一个文件系统，但各自独立位于不同的目录下；步骤S2：所述Android和Linux两个操作系统共用一个在操作系统内核启动后，一边继续正常引导Android操作系统启动，同时在后台使用chroot修改文件根目录指向Linux操作系统的根目录，并以此根目录为基础，在后台启动Linux操作系统相关进程，以在同一所述文件系统中隔离Linux文件系统和Android文件系统；步骤S3：采用Android操作系统进行前台人机交互程序，用Linux操作系统进行后台处理程序，所述人机交互接口和数据处理单元之间通过前后台通讯方式进行数据交换，当管理Linux操作系统后台程序时，通过网络使用SSH或Telnet服务的方式登录Linux操作系统，虚拟远程终端进行Linux环境配置和/或监控后台程序的开发或运行；其中，所述前后台通讯方式为网络通讯方式或本地进程间通讯方式。从上述技术方案可以看出，本专利技术的，其还具有如下有益效果：本专利技术的技术方案的思路旨在减少硬件资源的浪费，并减少设备体积，充分利用一套计算设备，同时运行Android操作系统和Linux操作系统，其既保留了Android操作系统优秀的交互体验，又有又有Linux操作系统(Ubuntu)强大的后台功能，以提供完美的服务，特别适用于对工业机器人体积有苛刻要求的场合。附图说明图1示出为现有技术中采用Linux系统操作系统的架构示意图图2示出为现有技术中采用一台Linux服务器来给Android系统操作系统提供后台服务的架构示意图图3示出了根据本专利技术机器人示教平台一较佳实施例的架构示意图图4示出了根据本专利技术机器人示教平台一较佳实施例的架构流程示意图图5示出了根据本专利技术虚拟终端的架构示意图图6示出了根据本专利技术一个实施例中Android进程和Linux进程同时共存于内存空间的示意图具体实施方式本专利技术涉及一种Android和Linux双操作系统同时运行的机器人示教平台。在本专利技术的实施例的技术方案中，其结合Android操作系统的人机交互系统和Linux操作系统的后台服务各自的强大功能，且摒弃传统方式将Android操作系统和Linux操作系统分别部署到两套计算系统中的方案。下面结合附图3-6，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。请参阅图3，图3示出了根据本专利技术机器人示教平台一较佳实施例的架构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人示教平台，其特征在于，包括：/n双系统启动单元，用于使Android和Linux两个操作系统共享一个CPU和一个内存资源，且共用一个文件系统，但各自独立位于不同的目录下；在操作系统内核启动后，一边继续正常引导Android操作系统启动，同时在后台使用chroot修改文件根目录指向Linux操作系统的根目录，并以此根目录为基础，在后台启动Linux操作系统相关进程，以在同一所述文件系统中隔离Linux文件系统和Android文件系统；/n人机交互接口，与所述双系统启动单元相连，其用Android操作系统进行前台人机交互程序；/n数据处理单元，与所述双系统启动单元相连，其用Linux操作系统进行后台处理程序；/n通讯模块，与所述人机交互接口和数据处理单元相连，用于所述人机交互接口和数据处理单元之间通过前后台通讯方式进行数据交换。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人示教平台，其特征在于，包括：
双系统启动单元，用于使Android和Linux两个操作系统共享一个CPU和一个内存资源，且共用一个文件系统，但各自独立位于不同的目录下；在操作系统内核启动后，一边继续正常引导Android操作系统启动，同时在后台使用chroot修改文件根目录指向Linux操作系统的根目录，并以此根目录为基础，在后台启动Linux操作系统相关进程，以在同一所述文件系统中隔离Linux文件系统和Android文件系统；
人机交互接口，与所述双系统启动单元相连，其用Android操作系统进行前台人机交互程序；
数据处理单元，与所述双系统启动单元相连，其用Linux操作系统进行后台处理程序；
通讯模块，与所述人机交互接口和数据处理单元相连，用于所述人机交互接口和数据处理单元之间通过前后台通讯方式进行数据交换。


2.根据权利要求1所述的机器人示教平台，其特征在于，所述前后台通讯方式为网络通讯方式或本地进程间通讯方式。


3.根据权利要求2所述的机器人示教平台，其特征在于，所述本地进程间通讯方式为IPC通讯模式，所述IPC通讯模式包括管道、命名管道、消息队列、信号量和共享内存。


4.根据权利要求3所述的机器人示教平台，其特征在于，在所述本地进程间通讯的内存共享模式中，所述CPU和内存资源由同一个Linux内核直接调度，当Android程序和Linux程序需要所述CPU或内存资源时，均向所述Linux内核申请，所述Linux内存动态调配闲置的资源给需要的程序。


5.根据权利要求1所述的机器人示教平台，其特征在于，所述双系统启动单元在启动Linux操作系统时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范东平，龚劭秋，
申请(专利权)人：实时侠智能控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31