CN112025704A - 基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例中提供了一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法及系统,属于机器人控制技术领域,该方法包括:在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体;通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,并将所述定位传感器状态数据在所述数据结构体中进行更新;通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据;在所述非结构化数据库中存储机器人应用软件生成的目标状态数据。通过本公开的处理方案,能够简化分布式机器人系统的开发,代码更少,更易于维护。
Description
技术领域
本公开涉及机器人控制技术领域,尤其涉及一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法及系统。
背景技术
机器人系统的开发极其复杂,它包括多种设备(如传感器,控制器以及执行器)。不同的设备来源于不同的供应商,拥用不同的编程接口(API),同时调试系统需要学习掌握不同的设备、编程语言以及编程接口。这一问题在多机器人系统中更为严重。导致多机器人系统的开发与应用效率低下。软硬件系统难以复用。
近年来部分机器人操作系统(ROS)被提出并得到了许多应用,提供了数据协议的标准化,实现了一部分软件的复用,但是在多机调试中,仍然困难重重。为了了解不同设备的状态,开发者需要与不同设备进行多次通信。举个例子,如果系统中有一万台设备,全局控制中,控制系统需要发一万条消息才能了解系统的状态。
本专利提出一种基于内存型数据库的分布式机器人操作系统,并提出控制寄存映射的机器人操作系统设计。系统可以大大简化分布式机器人系统的开发,代码更少,更易于维护。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例提供一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法及系统,以至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面,本公开实施例提供了一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法,包括:
在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体;
通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,并将所述定位传感器状态数据在所述数据结构体中进行更新;
通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据;
在所述非结构化数据库中存储机器人应用软件生成的目标状态数据,以便于分布式机器人通过读取数据库中的目标状态数据,来实时的更新和控制分布式机器人的目标姿态。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体,包括:
在所述数据结构体中,针对每个分布式机器人都设置一个独立的状态数据,使得不同的分布式机器人设备,拥有不同的状态数据;
通过键值数据库来标识不同分布式机器人的状态,其中,键用于标识分布式机器人设备,值用于标识分布式机器人设备的状态;
对于每一个键值,分别设置一个相应的时间戳,用于记录数据写入的时间。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体,还包括:
为每个分布式机器人设备至少设置两组状态数据,其中,第一组状态数据用于描述分布式机器人的当前状态,用于应用控制程序读取设备状态;第二组状态数据为目标状态数据,用于分布式机器人设备进行状态读取,并基于读取到的数据更改分布式机器人设备自身的状态;
第一组状态数据和第二组状态数据中,分别用同一分布式机器人设备在两种不同坐标系下的状态数组记录,其中,采用关节角坐标记录机器人各个位置的关节角,角速度与加速度,采用笛卡尔坐标记录机器人的绝对位置(X,Y,Z)以及用四元数表示的角度。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,包括:
获取分布式机器人各个目标的可见性,以及可到达目标的姿态以及置信区间。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,包括:
与机器人连接时,分布式机器人形成的偏移姿态;
与追踪标志连接时,追踪标志形成的偏移姿态。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,还包括:
设置设备驱动系统,用以同步系统状态数据库的值与更新自身系统的状态;
为每个分布式机器人设备的驱动设计一个启动后不停运行的循环程序,所述循环用于:
从系统状态数据库中读取分布式机器人设备的状态数据;
更新分布式机器人设备的状态;
读取当前的分布式机器人设备状态,并更新系统状态数据库中对应设备的状态值。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据,包括:
在机器人应用软件中设置标定软件、控制软件、规划软件以及临控软件;
机器人应用软件不直接读写设备,只读写内存型数据库,以此实现软件对各种不同的分布式机器人设备的适配;
标定软件用于通过读取传感器状态,更改工具的状态数据;
控制软件通过读取传感器的状态,更改机器人的关节位置;
规划软件通过读取机器人在笛卡尔坐标系下姿态,更改机器人的关节位置。
临控软件用于读取整个系统状态数据库的值,并作时序记录。
第二方面,本公开实施例提供了一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制系统,包括:
设置模块,用于在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体;
第一获取模块,用于通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,并将所述定位传感器状态数据在所述数据结构体中进行更新;
第二获取模块,用于通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据;
执行模块,用于在所述非结构化数据库中存储机器人应用软件生成的目标状态数据,以便于分布式机器人通过读取数据库中的目标状态数据,来实时的更新和控制分布式机器人的目标姿态。
第三方面,本公开实施例还提供了一种电子设备,该电子设备包括:
至少一个处理器;以及,
与该至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令,该指令被该至少一个处理器执行,以使该至少一个处理器能够执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。
第四方面,本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,该计算机指令用于使该计算机执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。
第五方面,本公开实施例还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序,该计算机程序包括程序指令,当该程序指令被计算机执行时,使该计算机执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。
本公开实施例中的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方案,包括在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体;通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,并将所述定位传感器状态数据在所述数据结构体中进行更新;通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据;在所述非结构化数据库中存储机器人应用软件生成的目标状态数据,以便于分布式机器人通过读取数据库中的目标状态数据,来实时的更新和控制分布式机器人的目标姿态。通过本公开的处理方案,能够大大简化分布式机器人系统的开发,代码更少,更易于维护。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本公开实施例提供的一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法的流程图;
图2为本公开实施例提供的一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法的运行环境示意图;
图3为本公开实施例提供的另一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法的应用场景示意图;
图4为本公开实施例提供的另一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法的流程图;
图5为本公开实施例提供的一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制装置的结构示意图;
图6为本公开实施例提供的电子设备示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
需要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开,所属领域的技术人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想,图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外,在以下描述中,提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而,所属领域的技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本公开实施例提供一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。本实施例提供的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法可以由一计算装置来执行,该计算装置可以实现为软件,或者实现为软件和硬件的组合,该计算装置可以集成设置在服务器、客户端等中。
参见图1,本公开实施例中的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法,可以包括如下步骤:
S101,在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体。
非结构化数据库可以是分布式数据库,参见图2及图3,可以采用分布式数据库实现,支持redis,memcache,每个运行非结构化数据库的节点至少64G内存,每个节点配置10GB/S的光纤网络,为了支持多台设备,系统采用多机架构,以平衡网络IO负载。
在分布式机器人设备上以嵌入式系统以及实时操作系统为主,例如可以采用VXWorks,在实际的操作过程中,可以设置实时操作系统更新为1000HZ-2000Hz,延迟低于2ms。
参见图2,可以在分布式机器人上设置应用端软件,应用端软件与系统数据库连接时间低于5ms,从而保证数据之间的实时传递。
本发明非常适合应用于对机器人系统实时性、响应速度要求高,以及控制大量机器人操作目标的应用场景。以本发明应用于手术导航机器人领域为例,图3展示了手术导航机器人的网络拓扑图。
为了能够更好的保存和更新不同的分布式机器人的状态,可以在数据库中设置数据结构体,在所述数据结构体中,针对每个分布式机器人都设置一个独立的状态数据,使得不同的分布式机器人设备,拥有不同的状态数据。
可以通过键值数据库来标识不同分布式机器人的状态,其中,键用于标识分布式机器人设备,值用于标识分布式机器人设备的状态。
为了记录键值对的创建时间啊,对于每一个键值,分别设置一个相应的时间戳,用于记录数据写入的时间,从而能够有效的对时间及时间的更新周期进行验证。
在进行状态数据更新的过程中,为每个分布式机器人设备至少设置两组状态数据,其中,第一组状态数据用于描述分布式机器人的当前状态,用于应用控制程序读取设备状态;第二组状态数据为目标状态数据,用于分布式机器人设备进行状态读取,并基于读取到的数据更改分布式机器人设备自身的状态。通过设置这两组数据,能够保证及时的采集分布式机器人的状态数据,同时也可以实时的将分布式机器人下一步需要执行的目标状态数据进行更新。
作为一种方式,第一组状态数据和第二组状态数据中,分别用同一分布式机器人设备在两种不同坐标系下的状态数组记录,其中,采用关节角坐标记录机器人各个位置的关节角,角速度与加速度,采用笛卡尔坐标记录机器人的绝对位置(X,Y,Z)以及用四元数表示的角度。
S102,通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,并将所述定位传感器状态数据在所述数据结构体中进行更新;
与传统的直接从分布式机器人上采集数据相比,本申请的方案仅仅需要从数据库接口中采集数据,由于数据库接口读取数据具有快速而灵活的特点,能够对海量的数据进行并发性处理,从而提高了获取分布式状态数据的能力。
在进行数据更新的过程中,可以获取分布式机器人各个目标的可见性数据,以及可到达目标的姿态以及置信区间相关的数据。
与此之外,还可以进一步获取机器人连接时,分布式机器人形成的偏移姿态,以及与追踪标志连接时,追踪标志形成的偏移姿态。通过这些数据,能够进一步的确定数据库中需要更新的数据类型及数据内容。
为了能够进一步的对数据更新进行优化,参见图2,在操作系统层,可以进一步设置设备驱动系统,该设备驱动系统与系统状态数据库处于同一个操作系统层,用以同步系统状态数据库的值与更新自身系统的状态。
为了保证数据更新的效率,可以为每个分布式机器人设备的驱动设计一个启动后不停运行的循环程序,所述循环用于:从系统状态数据库中读取分布式机器人设备的状态数据;更新分布式机器人设备的状态;读取当前的分布式机器人设备状态,并更新系统状态数据库中对应设备的状态值。
通过上述方式,能够保证数据更新的效率及有效性。
S103,通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据。
参见图2,可以设置机器人应用软件,该机器人应用软件中设置标定软件、控制软件、规划软件以及临控软件,通过这些不同类型的软件,来进一步的对机器人的姿态进行规划。
这样一来,机器人应用软件不直接读写分布式机器人设备上传感器的相关数据,而只读写内存型数据库中的各种状态数据,以此实现软件对各种不同的分布式机器人设备的适配。其中,
标定软件用于通过读取传感器状态,更改工具的状态数据;
控制软件通过读取传感器的状态,更改机器人的关节位置;
规划软件通过读取机器人在笛卡尔坐标系下姿态,更改机器人的关节位置。
临控软件用于读取整个系统状态数据库的值,并作时序记录。
S104,在所述非结构化数据库中存储机器人应用软件生成的目标状态数据,以便于分布式机器人通过读取数据库中的目标状态数据,来实时的更新和控制分布式机器人的目标姿态。
通过状态数据进行分布式机器人的姿态规划,可以采用多种规划方式,在此对于具体的规划方式不作具体的限定。
本专利提出的方法将机器人和传感器抽象成一组状态。所有机器人的传感器都存放于一个内存型的非结构化数据库中,一切的控制软件和上层算法不直接与机器人和传感器通信,只通过数据库的接口读写状态寄存器的值。通过实时读取状态寄存器中状态值,并修改自身机器的状态,对所有的设备实现驱动。整个系统要求用高速网络相连系统可以大大简化分布式机器人系统的开发,代码更少,更易于维护。
参见图4,根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体,包括:
S401,在所述数据结构体中,针对每个分布式机器人都设置一个独立的状态数据,使得不同的分布式机器人设备,拥有不同的状态数据;
S402,通过键值数据库来标识不同分布式机器人的状态,其中,键用于标识分布式机器人设备,值用于标识分布式机器人设备的状态;
S403,对于每一个键值,分别设置一个相应的时间戳,用于记录数据写入的时间。
参见图4,根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体,还包括:
S404为每个分布式机器人设备至少设置两组状态数据,其中,第一组状态数据用于描述分布式机器人的当前状态,用于应用控制程序读取设备状态;第二组状态数据为目标状态数据,用于分布式机器人设备进行状态读取,并基于读取到的数据更改分布式机器人设备自身的状态;
S405,第一组状态数据和第二组状态数据中,分别用同一分布式机器人设备在两种不同坐标系下的状态数组记录,其中,采用关节角坐标记录机器人各个位置的关节角,角速度与加速度,采用笛卡尔坐标记录机器人的绝对位置(X,Y,Z)以及用四元数表示的角度。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,包括:
获取分布式机器人各个目标的可见性,以及可到达目标的姿态以及置信区间。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,包括:
与机器人连接时,分布式机器人形成的偏移姿态;
与追踪标志连接时,追踪标志形成的偏移姿态。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,还包括:
设置设备驱动系统,用以同步系统状态数据库的值与更新自身系统的状态;
为每个分布式机器人设备的驱动设计一个启动后不停运行的循环程序,所述循环用于:
从系统状态数据库中读取分布式机器人设备的状态数据;
更新分布式机器人设备的状态;
读取当前的分布式机器人设备状态,并更新系统状态数据库中对应设备的状态值。
根据本公开实施例的一种具体实现方式,所述通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据,包括:
在机器人应用软件中设置标定软件、控制软件、规划软件以及临控软件;
机器人应用软件不直接读写设备,只读写内存型数据库,以此实现软件对各种不同的分布式机器人设备的适配;
标定软件用于通过读取传感器状态,更改工具的状态数据;
控制软件通过读取传感器的状态,更改机器人的关节位置;
规划软件通过读取机器人在笛卡尔坐标系下姿态,更改机器人的关节位置。
临控软件用于读取整个系统状态数据库的值,并作时序记录。
与上面的方法实施例相对应,参见图5,本公开实施例还提供了一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制系统50,包括:
设置模块501,用于在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体;
第一获取模块502,用于通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,并将所述定位传感器状态数据在所述数据结构体中进行更新;
第二获取模块503,用于通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据;
执行模块504,用于在所述非结构化数据库中存储机器人应用软件生成的目标状态数据,以便于分布式机器人通过读取数据库中的目标状态数据,来实时的更新和控制分布式机器人的目标姿态。
本实施例未详细描述的部分,参照上述方法实施例中记载的内容,在此不再赘述。
参见图6,本公开实施例还提供了一种电子设备60,该电子设备包括:
至少一个处理器;以及,
与该至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令,该指令被该至少一个处理器执行,以使该至少一个处理器能够执行前述方法实施例中的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。
本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,该计算机指令用于使该计算机执行前述方法实施例中的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序,该计算机程序包括程序指令,当该程序指令被计算机执行时,使该计算机执行前述方法实施例中的的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。
下面参考图6,其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备60的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备仅仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示,电子设备60可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)601,其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储装置608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中,还存储有电子设备60操作所需的各种程序和数据。处理装置601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
通常,以下装置可以连接至I/O接口605:包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606;包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607;包括例如磁带、硬盘等的存储装置608;以及通信装置609。通信装置609可以允许电子设备60与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的电子设备60,但是应理解的是,并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地,根据本公开的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本公开的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信装置609从网络上被下载和安装,或者从存储装置608被安装,或者从ROM602被安装。在该计算机程序被处理装置601执行时,执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是,本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中,计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:电线、光缆、RF(射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时,使得该电子设备:获取至少两个网际协议地址;向节点评价设备发送包括所述至少两个网际协议地址的节点评价请求,其中,所述节点评价设备从所述至少两个网际协议地址中,选取网际协议地址并返回;接收所述节点评价设备返回的网际协议地址;其中,所获取的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。
或者,上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时,使得该电子设备:接收包括至少两个网际协议地址的节点评价请求;从所述至少两个网际协议地址中,选取网际协议地址;返回选取出的网际协议地址;其中,接收到的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码,上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。其中,单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定,例如,第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。
应当理解,本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法,其特征在于,包括:
在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体;
通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,并将所述定位传感器状态数据在所述数据结构体中进行更新;
通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据;
在所述非结构化数据库中存储机器人应用软件生成的目标状态数据,以便于分布式机器人通过读取数据库中的目标状态数据,来实时的更新和控制分布式机器人的目标姿态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体,包括:
在所述数据结构体中,针对每个分布式机器人都设置一个独立的状态数据,使得不同的分布式机器人设备,拥有不同的状态数据;
通过键值数据库来标识不同分布式机器人的状态,其中,键用于标识分布式机器人设备,值用于标识分布式机器人设备的状态;
对于每一个键值,分别设置一个相应的时间戳,用于记录数据写入的时间。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体,还包括:
为每个分布式机器人设备至少设置两组状态数据,其中,第一组状态数据用于描述分布式机器人的当前状态,用于应用控制程序读取设备状态;第二组状态数据为目标状态数据,用于分布式机器人设备进行状态读取,并基于读取到的数据更改分布式机器人设备自身的状态;
第一组状态数据和第二组状态数据中,分别用同一分布式机器人设备在两种不同坐标系下的状态数组记录,其中,采用关节角坐标记录机器人各个位置的关节角,角速度与加速度,采用笛卡尔坐标记录机器人的绝对位置(X,Y,Z)以及用四元数表示的角度。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,包括:
获取分布式机器人各个目标的可见性,以及可到达目标的姿态以及置信区间。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,包括:
与机器人连接时,分布式机器人形成的偏移姿态;
与追踪标志连接时,追踪标志形成的偏移姿态。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,还包括:
设置设备驱动系统,用以同步系统状态数据库的值与更新自身系统的状态;
为每个分布式机器人设备的驱动设计一个启动后不停运行的循环程序,所述循环用于:
从系统状态数据库中读取分布式机器人设备的状态数据;
更新分布式机器人设备的状态;
读取当前的分布式机器人设备状态,并更新系统状态数据库中对应设备的状态值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据,包括:
在机器人应用软件中设置标定软件、控制软件、规划软件以及临控软件;
机器人应用软件不直接读写设备,只读写内存型数据库,以此实现软件对各种不同的分布式机器人设备的适配;
标定软件用于通过读取传感器状态,更改工具的状态数据;
控制软件通过读取传感器的状态,更改机器人的关节位置;
规划软件通过读取机器人在笛卡尔坐标系下姿态,更改机器人的关节位置。
临控软件用于读取整个系统状态数据库的值,并作时序记录。
8.一种基于内存型数据库的实时分布式机器人控制系统,其特征在于,包括:
设置模块,用于在内存型的非结构化数据库中,设置存储分布式机器人传感器状态数据和姿态控制数据的数据结构体;
第一获取模块,用于通过数据库接口,实时获取分布式机器人传感器生成的定位传感器状态数据,并将所述定位传感器状态数据在所述数据结构体中进行更新;
第二获取模块,用于通过设置在应用层的机器人应用软件,获取所述数据库中存储及更新的机器人传感器状态数据,并根据当前的传感器状态数据,生成机器人目标状态数据;
执行模块,用于在所述非结构化数据库中存储机器人应用软件生成的目标状态数据,以便于分布式机器人通过读取数据库中的目标状态数据,来实时的更新和控制分布式机器人的目标姿态。
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行前述权利要求1-7中任一项所述的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,该计算机指令用于使该计算机执行前述权利要求1-7中任一项所述的基于内存型数据库的实时分布式机器人控制方法。
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