CN116252305A - 一种控制系统重构方法、控制系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种控制系统重构方法，该重构方法通过在原控制系统上构建业务管理系统，能够通过业务管理系统为控制系统增加新的子控制系统，以使控制系统满足新的控制需求，如此可以避免在原控制系统上直接修改而导致修改后的系统无法运行或兼容性差等问题，使控制系统的适用范围更广；通过对机械设备的组件进行配置解析得到的配置文件，能够使新增的子控制系统根据对应的配置文件调用相应组件，以实现目标功能在目标机械设备上的执行，能够显著提高系统调用组件的效率和准确度。

Description

一种控制系统重构方法、控制系统、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及手术机器人技术领域，特别涉及一种控制系统重构方法、控制系统、电子设备及存储介质。

背景技术

手术机器人经过多年的发展已经衍生出多个细分领域，可应用于多个科室，例如外科、妇科、消化科、骨科、神经外科、眼科、耳鼻喉科等等。手术机器人的核心技术之一在于控制系统，应对不同手术的手术机器人往往需要实现不同的功能，因此控制系统亦有所区别。

目前，为了适应特定的手术场景，手术机器人的控制系统偏向于个性化设计，不同手术机器人的控制系统无法通用，例如妇科手术机器人的控制系统难以迁移至消化手术机器人上使用。基于已有控制系统和新的应用场景开发新功能时，需要对控制系统的软件进行重构，而这类控制系统往往体系结构较为复杂，甚至是牵一发而动全身，因此，需要在控制系统能快速响应的基础上不影响当前产品的稳定。相关技术中的重构方法大多数通过研究控制系统对应的控制软件，基于特定的设计工具，分析内部的流程，然后对控制软件再次优化，实现新的功能。但是，这一过程需要耗费大量的人力物力以及极高的时间成本，重构后的兼容性较差。

发明内容

为了解决上述提出的至少一个技术问题，本公开提出了一种控制系统重构方法、控制系统、电子设备及存储介质。

一方面，本公开提供了一种控制系统重构方法，包括：

获取第一目标控制需求，第一目标控制需求用于指示第一目标机械设备执行的目标功能以及目标功能对应的组件配置信息和功能参数，第一目标机械设备为控制系统重构后对应的可控制机械设备；

在原控制系统上构建业务管理系统，由业务管理系统新增第一子控制系统，第一子控制系统用于实现第一目标控制需求；

对第一组件集合进行配置分析，得到第一配置文件，并将第一配置文件存储至业务管理系统，第一组件集合为第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备共有的组件组成的集合，第一配置文件用于指示第一组件集合的功能参数；

确定第三组件集合，对第三组件集合进行配置分析，得到第二配置文件，并将第二配置文件存储至业务管理系统，第三组件集合为第一目标机械设备包括、而原控制系统对应的机械设备不包括的组件组成的集合，第二配置文件用于指示第三组件集合对应的功能参数；

第一子控制系统根据业务管理系统中的第一配置文件和第二配置文件调用相应组件，以控制第一目标机械设备执行目标功能。

在一个可选的实施例中，对第一组件集合进行配置分析，得到第一配置文件，包括：

获取原控制系统对应的机械设备的所有组件，在其中确定与目标功能对应的组件配置信息和功能参数相匹配的组件为第一组件集合；

将第一组件集合对应的功能参数导入配置工具；

基于配置工具，根据第一组件集合对应的功能参数，生成第一配置文件。

在一个可选的实施例中，确定第三组件集合，包括：

获取第二组件集合对应的功能参数，第二组件集合为第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备中除第一组件集合外的组件组成的集合；

对第二组件集合对应的功能参数和目标功能对应的组件配置信息和功能参数进行匹配，确定与目标功能对用的组件配置信息和功能参数相匹配的组件为第三组件集合。

在一个可选的实施例中，确定第三组件集合，包括：

从目标功能对应的组件配置信息和功能参数所指向的组件中排除第一组件集合，将剩余目标功能对应的组件配置信息和功能参数所指向的组件确定为第三组件集合。

在一个可选的实施例中，对第三组件集合进行配置分析，得到第二配置文件，包括：

获取第三组件集合对应的功能参数；

将第三组件集合对应的功能参数导入配置工具；

基于配置工具，根据第三组件集合对应的功能参数，生成第二配置文件。

在一个可选的实施例中，方法还包括：

将第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备中的所有组件纳入设备层；

在组件上设置抽象化接口，第一子控制系统通过抽象化接口调用设备层中与第一配置文件、第二配置文件对应的组件。

在一个可选的实施例中，方法还包括：

获取第二目标控制需求，第二目标控制需求对应第二目标机械设备的控制，第二目标机械设备包括已有组件和未有组件，已有组件为所述设备层中已纳入的组件，未有组件为设备层中未纳入的组件；

由业务管理系统新增第二子控制系统，第二子控制系统用于实现第二目标控制需求；

将未有组件纳入设备层，并在未有组件上设置抽象化接口；

根据业务管理系统中的第三配置文件，第二子控制系统通过抽象化接口调用设备层中与第三配置文件对应的组件，第三配置文件用于指示已有组件和未有组件对应的功能参数。

第二方面，本申请还公开了一种控制系统，系统包括：

业务管理层，用于新增子控制系统，子控制系统用于实现目标控制需求，目标控制需求用于指示目标机械设备执行的目标功能以及目标功能对应的组件配置信息和功能参数，目标机械设备为控制系统重构后对应的可控制机械设备，子控制系统根据业务管理层中的第一配置文件和第二配置文件调用相应组件，以控制目标机械设备执行目标功能，第一配置文件用于指示第一组件集合的功能参数，第一组件集合为所述目标机械设备与原控制系统对应的机械设备共有的组件组成的集合，第二配置文件用于指示第三组件集合对应的功能参数，第三组件集合为目标机械设备包括、而原控制系统对应的机械设备不包括的组件组成的集合；

业务层，用于存储重构后的控制系统中的各子控制系统。

在一个可选的实施例中，系统还包括：

设备层，用于纳入目标机械设备与原控制系统对应的机械设备中的所有组件；

抽象化接口层，用于纳入所有组件上设置的抽象化接口，子控制系统通过抽象化接口调用设备层中与第一配置文件、第二配置文件对应的组件。

第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，处理器用于执行指令，以实现上述控制系统重构方法。

第四方面，本发明还提供了一种存储介质，当存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述控制系统重构方法。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。

实施本公开，具有以下至少一种有益效果：

1.通过在原控制系统上构建业务管理系统，能够通过业务管理系统为控制系统增加新的子控制系统，使控制系统满足新的控制需求，实现对控制系统中的各子控制系统的管理，如此可以避免在原控制系统上直接修改而导致修改后的系统无法运行或兼容性差等问题，在业务管理系统之下可以重复进行重构和子业务扩展，使控制系统的适用范围更广；

2.通过将机械设备解耦得到多种组件并存储起来，方便重构后的系统对组件的便捷调用，提高了重入性和可扩展性，大大减少了重构工作所需的人力物力；

3.通过对组件进行配置解析得到的配置文件，能够使新增的子控制系统根据对应的配置文件调用相应组件，以实现目标功能在目标机械设备上的执行，显著提高了系统调用组件的效率和准确度；

4.通过设置子控制系统与设备层之间的接口，一方面提高了系统对组件的调用效率，另一方面各个子控制系统对应不同的接口，保证了信息传输的安全性。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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附图。此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种控制系统重构方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种控制系统重构方法的示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种重构后的控制系统架构的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种用于控制系统重构的电子设备的框图。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

相关技术中，控制系统重构方法大多是通过研究控制系统对应的控制软件，基于特定的设计工具，分析内部的流程，将其中的部分流程更改，使其实现新的功能，以实现控制软件再次优化。但是在这一过程中，由于原控制程序被更改，导致更改后的程序与原软件不能很好地兼容，甚至由于原控制程序各流程之间复杂的关联性，导致牵一发而动全身，出现因部分改动导致整个控制程序无法运行的情况，耗费大量的人力物力。

为了提高软件重构的兼容性，降低重构成本，本公开实施例提供一种控制系统重构方法。

主从手术机器人的控制系统可以控制手术机器人的多种操作或功能，例如是主操作手的控制、机械臂（从操作手）的控制、主从映射过程的控制等。本发明中控制系统重构方法的发明构思既可以用于重构整个手术机器人的全部功能控制，也可以用于重构手术机器人的单个或多个操作或功能控制。以下以机械臂的控制为例对本发明提供的一种控制系统重构方法作解释说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种控制系统重构方法的流程图，如图1所示，控制系统重构方法，包括以下：

步骤S201：获取第一目标控制需求，第一目标控制需求用于指示第一目标机械设备执行的目标功能以及目标功能对应的组件配置信息和功能参数，第一目标机械设备为控制系统重构后对应的可控制机械设备。

本公开实施例中，控制系统能够控制各科室的手术机器人的机械臂（即目标机械设备），如外科手术机械臂、骨科手术机械臂、消化科手术机械臂、妇科手术机械臂等。控制系统中存储有用于控制各手术机械臂的控制程序，如外科手术控制程序控制外科手术机械臂的调度。控制程序是状态机。第一目标控制需求用于指示目标机械设备执行的目标功能以及目标功能对应的组件配置信息和功能参数，第一目标控制需求所指向的目标功能可以是与控制系统中存储的手术机械臂的控制程序所实现的功能不同的功能，如原控制系统存储了妇科手术机械臂的控制程序，但未存储消化手术机械臂的控制程序，因此可以控制妇科手术机械臂，但无法控制消化手术机械臂，现在要求控制程序要实现消化手术机械臂的控制（即第一目标控制需求），此时可以通过本实施例提供的重构方法将原控制系统扩展至涵盖第一目标控制需求，使控制系统在保存原妇科手术机械臂的控制程序的情况下，增加新的控制消化手术机械臂的程序，即同时兼容多种控制程序；或者，将原控制系统禁用，并激活新的控制系统以实现第一目标控制需求，使控制系统实现对消化手术机械臂的控制。在机械臂的控制中，目标功能可以是机械臂的运动，目标功能对应的组件配置信息可以是实现机械臂运动所需的马达、驱动器、转动关节、深度相机等组件，即实现目标功能需要调用哪些组件。功能参数可以是机械臂运动时各组件分别对应的参数，例如，马达型号、马达在执行目标功能时的转速，机械臂在执行目标功能时不同动作下各转动关节的转动角度，以及不同动作下各关节之间的位置关系等。

步骤S202：在原控制系统上构建业务管理系统，由业务管理系统新增第一子控制系统，第一子控制系统用于实现第一目标控制需求。

本公开实施例中，在原控制系统上构建业务管理系统，原控制系统即成为业务管理系统所管理的子控制系统之一，业务管理系统可以根据用户的指令对多个控制系统进行管理和切换，其中管理可以是增加或删除子控制系统，切换可以是在业务管理系统所管理的多个子控制系统之间进行切换，切换后的子控制系统即被激活。可选的，业务管理系统包括子业务管理模块和子业务切换模块，业务管理系统通过各模块执行相应操作。

以将妇科手术机械臂控制系统重构为消化手术机械臂控制系统软件为例，首先需要在原妇科手术机械臂控制系统上构建业务管理系统，进而根据操作人员输入的新增子控制系统指令，由业务管理系统新增消化手术机械臂控制系统。

步骤S203：对第一组件集合进行配置分析，得到第一配置文件，并将第一配置文件存储至业务管理系统，第一组件集合为第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备共有的组件组成的集合，第一配置文件用于指示第一组件集合的功能参数。

本公开实施例中，可由技术人员对各机械设备进行解耦，得到各机械设备包括的各个组件，解耦得到的各个组件可以集中纳入设备层，供各个子控制系统根据实际控制需求进行调用。第一组件集合为第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备共有的组件组成的集合，如各手术机械臂均包含的马达、驱动器、深度相机或蓝牙等组件。对第一组件集合进行配置分析，得到第一配置文件，并将第一配置文件存储至业务管理系统，如此，当业务管理系统激活子控制系统之后，子控制系统可以根据配置文件对相应组件进行快捷地调用。业务管理系统可以包括存储模块，用于存储配置文件。配置文件可以人工导入，可以理解的是，业务管理系统也可以包括配置工具的信息导入接口，配置完成后得到的配置文件可以直接导入业务管理系统的存储模块。上述对第一组件集合进行配置分析，得到第一配置文件，包括：

步骤S2031：获取原控制系统对应的机械设备的所有组件，在其中确定与目标功能对应的组件配置信息和功能参数相匹配的组件为第一组件集合。

当控制系统重构时，控制系统中往往存在数量较多的组件，对此，通过增加匹配步骤，以选定正确的组件获取功能参数,可以提高重构效率和重构之后的系统兼容性。本公开实施例中，获取原控制系统对应的机械设备的所有组件可以是由技术人员对原控制系统对应的机械设备进行解耦得到。第一组件集合为原控制系统对应的机械设备的所有组件中与目标功能对应的功能参数相匹配的组件组成的集合，例如，某一手术机器人的手术机械臂包括马达型号为A、B、C的马达，另一手术机器人手术机械臂包括马达型号为A、D的马达，将上述一手术机器人的手术机械臂作为原控制系统所控制的机械设备，另一手术机器人的手术机械臂作为第一目标机械设备，将该目标机械设备的控制作为第一目标控制需求，则两个手术机器人中马达型号为A的马达功能参数一致，因而匹配成功，该马达进入第一组件集合。

步骤S2032：将第一组件集合对应的功能参数导入配置工具。

本公开实施例中，不对配置工具做出具体地限定，将第一组件集合对应的功能参数导入配置工具可以是按照组件类别分别输入对应的功能参数或者按照配置参数的类型分别输入对应的功能参数。

步骤S2033：基于配置工具，根据第一组件集合对应的功能参数，生成第一配置文件。

本公开实施例中，基于配置工具，根据第一组件集合对应的功能参数，生成第一配置文件可以是根据导入的内容生成对应的后缀名为“.xml”的配置文件，第一配置文件用于指示第一组件集合的功能参数，使对应的组件能够被调用以执行目标功能。

基于上述可知，本公开实施例通过将机械设备解耦为多个组件，并从中获取可被共用的组件纳入第一组件集合，进而通过配置工具，根据第一组件集合中的组件对应的功能参数生成第一配置文件，将第一配置文件存储于业务管理系统，方便子控制系统能够根据配置文件调用设备层中对应的组件，实现共有组件的可重入性，提高系统软件重构的效率。

步骤S204：确定第三组件集合，对第三组件集合进行配置分析，得到第二配置文件，并将第二配置文件存储至业务管理系统，第三组件集合为第一目标机械设备包括、而原控制系统对应的机械设备不包括的组件组成的集合，第二配置文件用于指示第三组件集合对应的功能参数。

本公开实施例中，第三组件集合为第一目标机械设备包括、而原控制系统对应的机械设备不包括的组件组成的集合，即第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备非共有的组件组成的集合。

上述确定第三组件集合，包括：

步骤S2041：获取所述第二组件集合对应的功能参数，第二组件集合为第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备中除第一组件集合外的组件组成的集合。

本公开实施例中，第二组件集合为第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备中除第一组件集合外的组件组成的集合，即并非所有机械设备都含有的组件组成的集合，第二组件集合对应的功能参数可以是各手术机械臂中马达的型号、转动关节的转动角度等信息。获取第二组件集合对应的功能参数的方式可以是由技术人员对控制系统对应的各机械设备进行解耦，得到各机械设备中分别包含的第二组件，再基于第二组件获取第二组件的功能参数。可以理解的是，第二组件集合同样可以集中纳入设备层，如系统需要再次重构或扩展，新增的子控制系统可根据实际控制需求进行调用，实现组件的可重入性。

步骤S2042：对第二组件集合对应的功能参数和目标功能对应的组件配置信息和功能参数进行匹配，确定与目标功能对应的组件配置信息和功能参数相匹配的组件为第三组件集合。

本公开实施例中，如某一手术机器人的手术机械臂包括马达型号为A、B、C的马达，另一手术机器人手术机械臂包括马达型号为A、D的马达，将上述一手术机器人的手术机械臂作为原控制系统所控制的机械设备，另一手术机器人的手术机械臂作为第一目标机械设备，将该目标机械设备的控制作为第一目标控制需求，则马达型号为A的马达进入第一组件集合，马达型号为B、C、D的马达进入第二组件集合，马达型号为D的马达进入第三组件集合。

本公开实施例中，上述对第三组件集合进行配置分析，得到第二配置文件的步骤与步骤2031-2033类似，包括：

步骤S301：获取第三组件集合对应的功能参数。

步骤S302：将第三组件集合对应的功能参数导入配置工具。

步骤S303：基于配置工具，根据第三组件集合对应的功能参数，生成第二配置文件。

本公开实施例中，基于配置工具，根据第三组件集合对应的功能参数，生成第二配置文件可以是根据导入的内容生成对应的后缀名为“.xml”的配置文件，第二配置文件用于指示第三组件集合对应的功能参数，使子控制系统能够调用对应的组件以执行目标功能。

基于上述可知，本公开实施例通过获取第二组件集合对应的组件信息，能够得到解耦后的各机械设备包含的非共用组件的组件信息；通过对第二组件的功能参数和目标功能对应的组件配置信息和功能参数进行匹配，将匹配到的组件确定为第三组件集合，以实现对所需组件的准确调用。对于组件较多的系统重构，将组件信息输入计算机设备并执行匹配步骤可以显著提高重构效率，降低人力物力的消耗。

在另一种实施方式中，上述确定第三组件集合，包括：

步骤S2041’：从目标功能对应的组件配置信息和功能参数所指向的组件中排除第一组件集合，将剩余目标功能对应的组件配置信息和功能参数所指向的组件确定为第三组件集合。

本公开实施例中，如目标功能对应的组件配置信息为“机械臂包含马达型号为A、B的马达”，第一组件集合包括马达型号为A的马达，则排除后的还剩余马达型号为B的马达，将马达型号为B的马达确定为第三组件。

基于上述可知，本公开实施例通过解耦能够得到目标功能对应的组件配置信息和功能参数，进而通过排除第一组件集合中的组件，能够将剩余组件确定为第三组件。该实施方式对于新增单个或少数个操作或功能的系统软件重构更为快捷，且易于实现。

步骤S205：第一子控制系统根据业务管理系统中的第一配置文件和第二配置文件调用相应组件，以控制第一目标机械设备执行目标功能。

本公开实施例中，第一配置文件对应原控制系统和新增子控制系统所控制的机械设备中的共有组件，第二配置文件对应新增子控制系统所控制的机械设备中的非共有组件（即原控制系统所控制的机械设备不包含的组件），两个配置文件存储于业务管理系统，供新增子控制系统读取。配置文件对应的组件均已由技术人员对机械设备进行解耦并被纳入设备层，因此新增子控制系统可根据读取到的配置文件对设备层中的相应组件进行调用，以控制第一目标机械设备实现目标功能。

以机械臂控制为例，配置文件中记录了完成机械臂运动所需的组件包括马达、转动关节等，同时还记录了组件的功能参数，例如马达的型号、马达的转速、转动关节的转动角度等，新增子控制系统读取到配置文件中的上述信息之后，根据信息在设备层中调用对应的马达、转动关节等组件，并使其在对应的功能参数范围内运行，以实现机械臂运动。

可以理解的是，本文中区分第一配置文件和第二配置文件是为了分别与共用组件和非共用组件相对应，但在实际操作中，第一配置文件和第二配置文件需整合为一个文件供新增子控制系统进行读取。当然，配置文件也可以根据需要分成更多个，例如按照组件类别分为马达配置文件、转动关节配置文件等。

在一个可选的实施例中，上述方法还包括：

步骤S401：将第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备中的所有组件纳入设备层。

本公开实施例中，将技术人员对各机械设备解耦得到的组件纳入设备层，方便各个子控制系统根据配置文件对所需组件进行调用。随着系统软件重构，设备层可以不断扩展增加新的组件，当再次新增子控制系统时，可直接调用的组件更多，无需技术人员再次解耦、再次配置，提高了组件信息的可重入性，系统重构的效率更高，可节省大量人力物力。

步骤S402：在组件上设置抽象化接口，第一子控制系统通过抽象化接口调用设备层中与第一配置文件、第二配置文件对应的组件。

本公开实施例中，技术人员在解耦得到各组件的同时可以在组件上设置抽象化接口，所有接口可纳入抽象化接口层。子控制系统读取业务管理系统中的配置文件后，通过抽象化接口调用相应组件。以机械臂控制为例，当业务管理系统激活妇科手术机械臂控制系统时，妇科手术机械臂控制系统可读取妇科手术机械臂的相关配置文件，通过组件上的抽象化接口对相应组件进行调用，当业务管理系统切换至消化手术机械臂控制系统时，消化手术机械臂控制系统读取消化手术机械臂的相关配置文件，通过组件上的抽象化接口对相应组件进行调用，如此，各子控制系统读取文件、调用组件的过程互不干扰，保证了执行指令的准确性，同时各子控制系统对机械设备的控制各自独立，提高了数据的安全性。

在一个可选的实施例中，已重构后的控制系统还可以根据需要多次重构，则上述方法还包括：

步骤S206：获取第二目标控制需求，第二目标控制需求对应第二目标机械设备的控制，第二目标机械设备包括已有组件和未有组件，已有组件为设备层中已纳入的组件，未有组件为设备层中未纳入的组件。

本公开实施例中，第二目标控制需求例如是神经外科手术机器人的手术机械臂的控制，第二目标机械设备即为神经外科手术机器人的手术机械臂。原控制系统经过一次重构，多种组件被纳入设备层（已有组件），这些组件可以被新增的子控制系统根据配置文件直接调用，而未被纳入设备层的组件（未有组件）则需技术人员对机械设备解耦获取后置入设备层，以供调用。

步骤S207：由业务管理系统新增第二子控制系统，第二子控制系统用于实现第二目标控制需求。

对于新的控制需求，需要业务管理系统新增子控制系统来实现，而新增指令可以被多次执行，提高了系统的可扩展性、兼容性。

步骤S208：将未有组件纳入设备层，并在未有组件上设置抽象化接口。

步骤S209：根据业务管理系统中的第三配置文件，第二子控制系统通过所述抽象化接口调用设备层中与第三配置文件对应的组件，第三配置文件用于指示已有组件和未有组件对应的功能参数。

第三配置文件的获取可以参见第一配置文件、第二配置文件的获取，在此不再赘述。

上述实施例中，本公开通过对至少两个机械设备中共有的组件进行配置分析得到第一配置文件，能够实现对第一组件集合中各组件功能参数的获取，便于根据第一配置文件构建控制第一组件集合中各组件的程序，由于第一组件集合为各机械设备共有的，因此，每次为目标机械设备增加新功能时，对于实现各功能共有的组件可直接调用这部分组件对应的配置文件；之后，通过确定第三组件集合并对第三组件集合进行配置分析得到的第二配置文件，实现了对目标机械设备执行各目标功能所需的非共用组件的配置文件的获取，使控制程序在编译时，能够调用第一配置文件和第二配置文件对应组件执行与目标控制需求对应的功能；原控制系统每次重构之后，所有通过解耦得到的组件被统一纳入设备层，可供在此之后的每一次重构调用，具有可重入性，提高了系统软件重构效率；通过抽象化接口，方便新增子控制系统对设备层中的组件进行调用，提高了调用效率和数据安全性。

在一个具体的实施方式中，本申请实施例中的技术方案实施过程如图2所示，具体过程如下：

1.抽象产品业务模型。例如，将对妇科手术机械臂、消化手术机械臂的控制等统一抽象化为“机械臂控制”这一业务模型，在该业务模型中控制系统需调用的组件、执行的任务类似，因此可以将各控制系统作为子控制系统置于同一业务管理系统之下进行管理和切换；

2.通过技术人员对手术机械臂进行解耦得到手术机械臂的各组件以及各组件对应的配置参数，并将解耦得到手术机械臂的各组件纳入设备层。将目标功能对应的组件配置信息与设备层的各组件对应的功能参数进行比对，进而确定出可以直接调用的共用组件。对于尚未被纳入设备层的组件则为非共用组件，可由技术人员将该组件补充到设备层中，供重构后的子控制系统调用，且此次之后的每次重构都可作为可直接调用的组件，保证了可重入性；

3.将原控制系统集成到业务管理系统，并作为业务管理系统的子系统，接受业务管理系统的管理；

4.在业务管理系统下增加新的子业务（即子控制系统），子控制系统可以读取业务管理系统中的配置文件，根据配置文件调用设备层中的相应组件；

5.业务管理系统具有切换子控制系统的功能，其中切换具体是指挂起原运行中的子控制系统，激活新的子控制系统。

根据上述的系统重构方法，重构后的控制系统包括业务管理层100、业务层200、抽象化接口层300、设备层400，如图3所示：

业务管理层100（即业务管理系统），用于新增子控制系统，新增子控制系统用于实现目标控制需求，目标控制需求用于指示目标机械设备执行的目标功能以及目标功能对应的组件配置信息和功能参数，目标机械设备为控制系统重构后对应的可控制机械设备，新增子控制系统根据业务管理层中的第一配置文件和第二配置文件调用相应组件，以控制目标机械设备执行目标功能，第一配置文件用于指示第一组件集合的功能参数，第一组件集合为目标机械设备与原控制系统对应的机械设备共有的组件组成的集合，第二配置文件用于指示第三组件集合对应的功能参数，第三组件集合由第二组件集合中与组件配置信息相匹配的组件组成，第三组件集合对应目标机械设备，第二组件集合为目标机械设备与原控制系统对应的机械设备中除第一组件集合外的组件组成的集合。

在一个具体地实施方式中，业务管理层100包括子业务切换模块110和子业务管理模块120，在用户的控制指令为切换业务时，子业务切换模块110用于根据技术人员输入的待执行业务切换业务（即子控制系统），子业务管理模块120用于新增或删除子控制系统。此外，业务管理层100还可用于存储配置文件，供子控制系统读取，进而子控制系统可以根据配置文件调用组件。

业务层200用于存储重构后的控制系统中的各子控制系统。以机械臂控制为例，业务层200中包括各手术机械臂对应的子控制系统，如妇科机械臂对应的当前妇科业务210，当需要将妇科机械臂控制系统重构为消化机械臂控制系统时，可以由业务管理层100中的子业务管理模块120执行新增子业务指令，增加消化机械臂对应的新业务220。

在一个可选的实施例中，业务管理层100还能够获取目标控制需求，具体的，业务管理层100可以由技术人员的输入获取目标控制需求，技术人员的输入例如是包括目标功能对应的组件配置信息和功能参数的配置文件。

技术人员解耦各手术机械臂得到多种组件并将所有组件存储至设备层400，供各个子控制系统根据实际控制需求进行调用。设备层400用于纳入第一组件集合和第二组件集合，如：马达410、驱动器420、转动关节430和深度相机440等。技术人员对设备层400中的第一组件集合进行配置分析，得到第一配置文件，并将第一配置文件存储至业务管理层100；确定设备层400中的第二组件集合中与组件配置信息相匹配的组件为第三组件集合，对第三组件集合进行配置分析，得到第二配置文件，并将第二配置文件存储至业务管理层100，新增子控制系统根据业务管理层100中存储的第一配置文件和第二配置文件调用设备层400相应组件，以控制目标机械设备执行目标功能。

抽象化接口层300，用于纳入设备层中各组件的抽象化接口，新增子控制系统通过抽象化接口调用设备层中与第一配置文件、第二配置文件对应的组件。

在示例性实施例中，还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储该处理器可执行指令的存储器；其中，该处理器用于执行该指令，以实现如本公开实施例中的控制系统重构方法。

图4是根据一示例性实施例示出的一种用于控制系统重构的电子设备的框图，该电子设备可以是终端，其内部结构图可以如图4所示。该电子设备包括通过总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种控制系统重构方法。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本公开方案相关的部分结构的框图，并不构成对本公开方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在示例性实施例中，还提供了一种存储介质，当该存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行本公开实施例中的控制系统重构方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行本公开实施例中的控制系统重构方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种控制系统重构方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一目标控制需求，所述第一目标控制需求用于指示第一目标机械设备执行的目标功能以及所述目标功能对应的组件配置信息和功能参数，所述第一目标机械设备为控制系统重构后对应的可控制机械设备；

在原控制系统上构建业务管理系统，由所述业务管理系统新增第一子控制系统，所述第一子控制系统用于实现所述第一目标控制需求；

对第一组件集合进行配置分析，得到第一配置文件，并将所述第一配置文件存储至所述业务管理系统，所述第一组件集合为所述第一目标机械设备与所述原控制系统对应的机械设备共有的组件组成的集合，所述第一配置文件用于指示所述第一组件集合的功能参数；

确定第三组件集合，对所述第三组件集合进行配置分析，得到第二配置文件，并将所述第二配置文件存储至所述业务管理系统，所述第三组件集合为所述第一目标机械设备包括、而所述原控制系统对应的机械设备不包括的组件组成的集合，所述第二配置文件用于指示所述第三组件集合对应的功能参数；

所述第一子控制系统根据所述业务管理系统中的所述第一配置文件和所述第二配置文件调用相应组件，以控制所述第一目标机械设备执行所述目标功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一组件集合进行配置分析，得到第一配置文件，包括：

获取所述原控制系统对应的机械设备的所有组件，在其中确定与所述目标功能对应的组件配置信息和功能参数相匹配的组件为所述第一组件集合；

将所述第一组件集合对应的功能参数导入配置工具；

基于所述配置工具，根据所述第一组件集合对应的功能参数，生成所述第一配置文件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第三组件集合，包括：

获取所述第二组件集合对应的功能参数，所述第二组件集合为所述第一目标机械设备与原控制系统对应的机械设备中除所述第一组件集合外的组件组成的集合；

对所述第二组件集合对应的功能参数和所述目标功能对应的组件配置信息和功能参数进行匹配，确定与所述目标功能对用的组件配置信息和功能参数相匹配的组件为所述第三组件集合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第三组件集合，包括：

从所述目标功能对应的组件配置信息和功能参数所指向的组件中排除所述第一组件集合，将剩余所述目标功能对应的组件配置信息和功能参数所指向的组件确定为所述第三组件集合。

5.根据权利要求1、3、4中任一项所述的方法，其特征在于，所述对第三组件集合进行配置分析，得到第二配置文件，包括：

获取所述第三组件集合对应的功能参数；

将所述第三组件集合对应的功能参数导入配置工具；

基于所述配置工具，根据所述第三组件集合对应的功能参数，生成所述第二配置文件。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第一目标机械设备与所述原控制系统对应的机械设备中的所有组件纳入设备层；

在所述组件上设置抽象化接口，所述第一子控制系统通过所述抽象化接口调用所述设备层中与所述第一配置文件、所述第二配置文件对应的组件。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取第二目标控制需求，所述第二目标控制需求对应第二目标机械设备的控制，所述第二目标机械设备包括已有组件和未有组件，所述已有组件为所述设备层中已纳入的组件，所述未有组件为所述设备层中未纳入的组件；

由所述业务管理系统新增第二子控制系统，所述第二子控制系统用于实现所述第二目标控制需求；

将所述未有组件纳入所述设备层，并在所述未有组件上设置抽象化接口；

根据所述业务管理系统中的第三配置文件，所述第二子控制系统通过所述抽象化接口调用所述设备层中与所述第三配置文件对应的组件，所述第三配置文件用于指示所述已有组件和所述未有组件对应的功能参数。

8.一种控制系统，其特征在于，所述系统包括：

业务管理层，用于新增子控制系统，所述子控制系统用于实现目标控制需求，所述目标控制需求用于指示目标机械设备执行的目标功能以及所述目标功能对应的组件配置信息和功能参数，所述目标机械设备为控制系统重构后对应的可控制机械设备，所述子控制系统根据所述业务管理层中的第一配置文件和第二配置文件调用相应组件，以控制所述目标机械设备执行所述目标功能，所述第一配置文件用于指示第一组件集合的功能参数，所述第一组件集合为所述目标机械设备与原控制系统对应的机械设备共有的组件组成的集合，所述第二配置文件用于指示第三组件集合对应的功能参数，所述第三组件集合为所述目标机械设备包括、而所述原控制系统对应的机械设备不包括的组件组成的集合；

业务层，用于存储重构后的控制系统中的各子控制系统。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

设备层，用于纳入所述目标机械设备与所述原控制系统对应的机械设备中的所有组件；

抽象化接口层，用于纳入所有所述组件上设置的抽象化接口，所述子控制系统通过所述抽象化接口调用所述设备层中与所述第一配置文件、所述第二配置文件对应的组件。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器用于执行所述指令，以实现如权利要求1至7中任一项所述的控制系统重构方法。

11.一种存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如权利要求1至7中任一项所述的控制系统重构方法。

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