具有分层架构的实时设备控制系统及利用其的实时机器人控制系统技术方案

本发明专利技术实施例的实时机器人控制系统包括：第一层，包括一个以上的控制对象设备；第二层，位于所述第一层的上层，包括用于直接控制所述控制对象设备的设备控制模块；第三层，位于所述第二层的上层，包括与所述设备控制模块相连接的共享存储器；第四层，位于所述第三层的上层，包括利用所述共享存储器来执行独立进程的一个以上的代理程序；以及,第五层，位于所述第四层的上层，根据用户指令控制所述一个以上的代理程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有分层架构的实时设备控制系统及利用其的实时机器人控制系统
本专利技术涉及实时设备控制系统及实时机器人系统。更加具体地，涉及可以准确地进行实时处理，易于开发及调试，且硬件方面稳定地具有分层架构的实时设备控制系统及利用其的实时机器人控制系统。
技术介绍
目前，韩国国内和国外很多机构正在积极开展对机器人的研究。机器人大致可分为硬件和软件，并由它们集成而形成一个系统。构成机器人硬件的部件可包括用于移动机器人关节的驱动器和控制器、电池和电源控制器、通信模块、传感器、机器人的外骨骼、电路、电池等。根据各自所需的机器人的特性来组合这些部件，从而形成机器人硬件平台。各个部件也根据设计目的在大小、外形、性能、制造商等方面均有所不同，最终被制成无数类型的机器人硬件平台。实际上，全世界存在很多种机器人。因此，调查通用机器人平台的性能和功能以及开发具有代表性的标准机器人平台的研究正在世界各地展开。并且，如同存在开发如上所述的标准机器人平台的在硬件方面的研究，软件方面也进行着对可通用的标准机器人软件的研究。用于控制如属于机器人硬件的驱动控制器或传感器等机器人设备的软件、用于帮助轻松开发机器人动作的软件、通过确定任务之间的关系来帮助机器人操作的软件、用于提供导航或视觉解决方案的软件等存在多种软件种类，标准软件的开发也在与标准硬件的开发类似的目的下进行研究。但是，在所述标准软件的开发过程中，实际情况为很难提供用于解决多名开发人员共同需求的事项的标准解决方案。尤其，随着硬件方面变更事项的增多，不仅开发人员之间的协作变得困难，而且因由多人同时开发的功能或进程而可能发生重复处理的问题。由此，存在实时同步困难，硬件的稳定性或鲁棒性可能下降，开发时间也很长的问题。并且，在硬件开发方面，为了维持与所述标准软件的兼容性，需要附加追加性的功能变更，因而存在驱动性能可能下降的问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术用于解决如上所述的问题，本专利技术的目的在于，提供如下的具有分层架构的实时设备控制系统及利用其的实时机器人控制系统，即，在需要实时性的机器人控制系统中，既可使与同一硬件的控制及处理有关的多个独立进程共存，又可使与此相关的机器人的动作稳定地得到控制，并且可提供鲁棒性及扩展性。技术手段用于解决如上所述问题的本专利技术实施例的实时设备控制系统包括：第一层，包括一个以上的控制对象设备；第二层，位于所述第一层的上层，包括用于直接控制所述控制对象设备的设备控制模块；第三层，位于所述第二层的上层，包括与所述设备控制模块相连接的共享存储器；第四层，位于所述第三层的上层，包括利用所述共享存储器来执行独立进程的一个以上的代理程序；以及，第五层，位于所述第四层的上层，根据用户指令控制所述一个以上的代理程序。并且，在用于解决如上所述问题的本专利技术实施例的系统中，实时机器人控制系统包括：一个以上的控制对象设备，与机器人的关节或传感器相对应；以及，控制系统，通过与所述一个以上的控制对象设备相连接来操作所述控制对象设备，所述控制系统包括：第一层，包括一个以上的控制对象设备；第二层，位于所述第一层的上层，包括用于直接控制所述控制对象设备的设备控制模块；第三层，位于所述第二层的上层，包括与所述设备控制模块相连接的共享存储器；第四层，位于所述第三层的上层，包括利用所述共享存储器来执行独立进程的一个以上的代理程序；以及第五层，位于所述第四层的上层，根据用户指令控制所述一个以上的代理程序，所述控制系统利用所述第一层至第五层中的相邻层之间的通信来对所述一个以上的控制对象设备进行操作。另一方面，用于解决如上所述问题的方法可通过用于在计算机中运行所述方法的程序及记录有所述程序的记录介质来实现。技术效果根据本专利技术的实施例，提供具有相互独立进程的多个代理程序和用于对通过所述多个代理程序的动作而生成的参考值进行存储的共享存储器，并提供利用所述参考值来控制所述硬件设备的额外的设备控制模块，从而在需要实时性的机器人控制系统中，不仅可使对于同一硬件进行控制的多个独立进程共存，而且可使与此相关的机器人的动作稳定地得到控制。根据与此相关的本专利技术的实施例，即使独立开发各个代理程序，也可通过共享存储器来合成及筛选参考值，从而可减少相互冲突的可能性，并可确保稳定的实时性。并且，当发生错误时，可容易对代理程序进行更换及实时调试等，从而可赋予协作便利性及扩展性。并且，根据本专利技术的实施例，提供各个设备、设备控制模块、共享存储器及代理程序之间层化的架构，从而具有可通过受到控制的系统来维持稳定化且系统化的系统的效果。附图说明图1为简要示出本专利技术实施例的整体系统的概念图。图2为用于说明本专利技术实施例的机器人控制系统的控制方法的流程图。图3至图4为用于说明本专利技术实施例的共享存储器与系统之间的关系的图。图5为用于说明本专利技术实施例的设备控制模块与代理程序之间的数据交换的图。图6为用于说明本专利技术实施例的设备控制模块的框图。图7为用于说明本专利技术另一实施例的机器人控制系统的控制工作的流程图。图8为用于说明本专利技术实施例的层结构及工作环境的图。具体实施方式以下内容仅例示本专利技术的原理。因此，本专利技术
的普通技术人员可专利技术出虽未在本说明书中明确说明或示出但体现本专利技术的原理并包含于本专利技术的概念和范围内的多种装置。并且，应当明确理解，本说明书中列出的所有条件术语及实施例原则上以理解本专利技术概念作为目的，而且并不局限于以如上所述的方式专门列出的实施例及状态。并且，应当理解，不仅本专利技术的原理、观点及实施例，列举出特定实施例的所有详细说明包括这种事项的结构及功能性的等同技术方案。并且，这种等同技术方案除了包括当前所公知的等同技术方案之外，还包括将来开发的等同技术方案，即，包括与结构无关地执行相同功能的所有器件。因此，应当理解，例如本说明书的框图表示对本专利技术的原理具体化的例示性电路的概念性观点。与此类似地，应当理解，所有流程图、状态转换图、伪代码等实际上可表示在可由计算机读取的介质上，并表示由计算机或处理器执行的多个进程，而不管计算机或处理器是否被明确示出。包括处理器或以与此类似的概念来表示的功能块在内，在附图中示出的多个器件的功能可通过使用专用硬件以及针对适当的软件具有可运行软件的能力的硬件来提供。当通过使用处理器来提供时，所述功能可通过单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器来提供，它们中的一部分可以共享。并且，对处理器、控制器或以与此类似的概念来提出的术语的明确使用不应排他性地引用具有运行软件能力的硬件来进行解释，而应当理解为无限制且暗示性地包括数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)及非易失性存储器。众所周知且惯用的其他硬件也可包括在内。在本申请文件所请求保护范围中，表示为用于执行详细说明中所记载功能的实施方式的结构要素，包括例如执行所述功能的电路器件的组合，或执行包括固件/微代码等所有形式的软件功能的所有方法，并与用于运行所述软件的适当的电路相结合，以执行所述功能。应当理解，对于这种通过专利技术要求保护范围来定义的本专利技术而言，由于通过以各种方式列出的方案来提供的功能相结合且专利技术要求保护范围与所需方式相结合，因而可提供所述功能的任何方式也与从本说明书中掌握的方式等同。可通过附图和相关的以下详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有分层架构的实时设备控制系统，其特征在于，包括：第一层，包括一个以上的控制对象设备；第二层，位于所述第一层的上层，包括用于直接控制所述控制对象设备的设备控制模块；第三层，位于所述第二层的上层，包括与所述设备控制模块相连接的共享存储器；第四层，位于所述第三层的上层，包括利用所述共享存储器来执行独立进程的一个以上的代理程序；以及第五层，位于所述第四层的上层，根据用户指令控制所述一个以上的代理程序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 KR 10-2016-0020776;2015.09.21 US 62/2211.一种具有分层架构的实时设备控制系统，其特征在于，包括：第一层，包括一个以上的控制对象设备；第二层，位于所述第一层的上层，包括用于直接控制所述控制对象设备的设备控制模块；第三层，位于所述第二层的上层，包括与所述设备控制模块相连接的共享存储器；第四层，位于所述第三层的上层，包括利用所述共享存储器来执行独立进程的一个以上的代理程序；以及第五层，位于所述第四层的上层，根据用户指令控制所述一个以上的代理程序。2.根据权利要求1所述的具有分层架构的实时设备控制系统，其特征在于，所述第一层至第五层仅能够在相邻的层之间进行通信。3.根据权利要求1所述的具有分层架构的实时设备控制系统，其特征在于，所述第二层的设备控制模块驻留在所述具有分层架构的实时设备控制系统的后台，并向所述第一层传递从所述共享存储器获得的参考值中的用于控制所述控制对象设备的控制信号。4.根据权利要求3所述的具有分层架构的实时设备控制系统，其特征在于，所述设备控制模块为在与所述设备控制系统相连接的操作体系上生成实时线程的模块，所述实时线程具有与所述一个以上的代理程序同步的控制周期。5.根据权利要求1所述的具有分层架构的实时设备控制系统，其特征在于，所述共享存储器包括：硬件抽象化数据部，对用于使所述第二层的所述设备控制模块工作的信息进行存储；以及用户定义数据部，用于对在所述第四层的多个代理程序之间共享的代理程序共享数据进行存储。6.根据权利要求1所述的具有分层架构的实时设备控制系统，其特征在于，所述第四层的多个代理程序分别在与所述具有分层架构的实时设备控制系统相连接的实时操作体系上生成实时线程，所述实时线程的工作周期与所述设备控制模块同步。7.根据权利要求1所述的具有分层架构的实时设备控制系统，其特征在于，所述第五层包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：李廷镐，林廷洙，
申请(专利权)人：株式会社虹之机器，
类型：发明
国别省市：韩国,KR