CN1447942A - 在移动和固定数据处理装置间通信的系统和方法 - Google Patents

在移动和固定数据处理装置间通信的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在移动数据处理装置和固定数据处理装置间通信的系统，其中，移动数据处理装置特别是在自动化系统和/或制造机械和/或机床或者其部分中的扩展现实技术领域中、具有安装在其上的用于和固定数据处理装置通信的浏览器的客户机，其中，所述固定数据处理装置包括：服务器，用于和移动数据处理装置的浏览器通信；信息中介，用于根据情况提供信息，其中，该信息中介利用当前上下文，特别是地点、工作状态、所使用的输入输出装置以及信息模型；信息模型，表示信息空间并允许信息中介独立于后续的继承系统在信息内导航和访问信息；继承系统，其包含和存储信息。

Description

在移动和固定数据处理装置 间通信的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于在移动数据处理装置和固定数据处理装置之间通信的系统，其中，移动数据处理装置特别是指在自动化系统和/或生产机械和/或机床或者是它们的一部分中的扩展现实技术领域中的客户机，其具有一安装在移动数据处理装置上的浏览器，用于和固定数据处理装置通信。
背景技术
这种系统和方法应用在例如自动化技术领域中、在制造机械和机床中、在诊断/服务支持系统中以及对综合组件、装置和系统，例如车辆和工业机械和装置中。一种特别优选的应用在于扩展现实AR(Augmented Reality)、一种新型的人-技术交互作用形式，其中，为使用者在其视野里插入信息，例如通过一个数据眼镜。但是，这种插入是上下文相关的，即要适合所观察的对象(例如组件)并由其导出。由此例如使安装工人的实际视野通过插入的安装提示而为其扩充重要的信息。在这种情况下扩展现实除了其他用途外，可以替代通常的安装手册。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种在移动数据处理装置和固定数据处理装置之间通信的系统和方法，以实现现场的、特别是结合AR应用的、有效的无线信息管理。
上述技术问题的解决是通过一种具有权利要求1和7所给出特征的系统和方法实现的。
扩展现实是一种新型的人技术交互作用形式，其中，为客户在其视野里插入信息，例如通过一个数据眼镜。但是，这种插入是上下文相关的，即要适合所观察的对象(例如组件)并由其导出。因此通过插入的装配提示，就可在例如装配者的实际观察范围中增加了对装配者来说很重要的信息。在这种情况下，扩展现实可以取代传统的装配手册。这里提出的解决方案涉及在装配以及服务和维护领域中使用扩展现实(AR)。
所提出的解决方案由一些移动系统组成，这些系统借助于无线传输技术与IT基本设施连接。这种与IT基本设施的连接是借助于常用的通信组件和Web技术实现的。在移动系统中有一个“空”的因特网浏览器。在需要时由浏览器补充装入标准插入件(PDF，CAD，...)以及专用的扩展现实插入件。因特网浏览器和Web服务器通信，其为了准备信息连接进其它组件：
·信息中介(InfoBroker)
信息中介的任务是根据情况(Situationsgerecht)准备信息。其中，信息中介利用当前上下文(地点、工作状况、所使用的EA装置)以及信息模型。信息中介支持通过数据存储量的自由导航。
·信息模型(InfoModell)
信息模型是对信息空间的表示形式，并使得信息中介能够在信息内部导航，并独立于下面的继承系统访问信息。
·继承系统(例如，PMMS＝Plant Maintenance Management System，工厂维护管理系统，或者PMD＝Product Data Management，产品数据管理)包含和存储各种信息。
·EA装置匹配(Adaption)
用于用户交互的信息是按自由表示(repraesentationsfrei)的方式建造的，而且是依赖于关于具体硬件特性的当前上下文构造的。这使得能够简便地更换交互装置(例如通过显示器或者语音输出)。对自由表示的信息的描述借助于XML实现。
对另外的优选结构将由从属权利要求并结合实施方式进行进一步解释。
附图说明
下面将结合附图所示的实施方式对本发明作进一步的描述和说明，其中：
图1表示一个在移动数据处理装置和固定数据处理装置之间基于Web通信的系统的系统构造的原理性方框图。
具体实施方式
图1表示一个在移动数据处理装置1和固定数据处理装置3之间的基于Web通信的系统的系统构造的原理性方框图。以下将移动数据处理装置1称为客户机，其包括一个与固定数据处理装置3的Web服务器8通信的因特网浏览器2，固定数据处理装置3以下也称为服务器。移动数据处理装置1和固定数据处理装置3之间的无线通信，通过一个无线通信网络14实现。因特网浏览器2可以重新装入所谓标准插入件10以及在需要时为扩展现实补充装入一个特殊的AR插入件9。移动数据处理装置1例如是以带有显示器10的移动装置的形式，或者作为带有数据眼镜的头戴受话器的变形构成的。固定数据处理装置除Web服务器8外还包括：信息中介5、信息模型4、继承系统7以及输入/输出设备6的匹配部件。该固定数据处理装置3以计算机系统或单独的计算机11、12、13的形式实现。
在装配以及服务和维护环境中，需要执行的操作越来越复杂，因此现场信息需求在增加。这些环境中的信息需求，如今通过多种多样的解决方法得到满足。在一端是纯纸件文挡，在另一端则有利用可穿戴计算机的解决方案。但是，这些基于PC的解决办法通常是专用的解决办法，它们不能和IT基本设施干净地联网，因此会造成与中心系统的同步问题。当今基于PC的移动解决办法的另外一个缺点在于采纳PC应用的操作模式、而不是将手解放出来的应用。此外，移动装置上有应用和数据，这就要以系统性能为前提。这种解决办法只能有意义地用于少数应用情形，因为它们不能简单地被使用并且昂贵而造价高。
这里建议的解决方案涉及在装配以及服务和维护中使用扩展现实(AR)。
所提出的解决方案由一些移动系统组成，这些系统借助于无线传输技术与IT基本设施相连接。与IT基本设施的这种连接是借助于常用的通信组件和Web技术实现的。在移动系统中有一个“空”的因特网浏览器。在需要时由浏览器补充装入标准插入件(PDF，CAD，...)以及一个专用的扩展现实插入件。
因特网浏览器与Web服务器通信，为了准备信息Web服务器被连接有进一步的组件：
·信息中介
信息中介的任务是根据情况(Situationsgerecht)准备信息。其中，信息中介利用当前上下文(地点、工作状况、所使用的EA装置)以及信息模型。信息中介支持通过数据存储量的自由导航。
·信息模型
信息模型是对信息空间的表示形式，并使得信息中介能够在信息内部导航，并独立于下面的继承系统访问信息。
·继承系统(例如，PMMS，PMD)包含和存储各种信息。
·EA装置匹配
用于用户交互的信息是按自由表示(repraesentationsfrei)的方式建造的，而且是依赖于关于具体硬件特性的当前上下文构造的。这使得能够简便地更换交互装置(例如通过显示器或者语音输出)。对自由表示的信息的描述借助于XML实现。
AR插入件
AR插入件负责表示扩展的信息并与控制该表示所必需的(例如，语音交互作用)组件(同样是可后装载的)进行通信。
信息模型
信息模型是信息空间的表示。信息模型通过附加信息(元信息)丰富起来(例如，内容、标题、关键词)。这样，也可以将搜索机制集成到系统中。实际的文档保留在继承系统中(例如，数据库、文件系统、PDM2系统等)。也就是说，不需要多重保存数据。
移动装置
移动终端装置主要需要因特网浏览器。因此，根据所期望的AR领域中不同的功能，可以使用从手掌尺寸PC(PalmsiezePC)到完整的可穿戴计算机。移动装置所需的外设配置同样取决于扩展的范围。典型的外设装置有：
·头戴受话器
用于通过语音进行交互
·数据眼镜
用于在客户的视野中直接插入信息
·摄像机
用于跟踪、形成文档等
·跟踪系统
用于识别地点、视觉方向等
无线通信
因特网浏览器和Web服务器之间的通信采用不同的、分别适应各自应用领域的技术，以无线的方式实现。例如：
·用于近距离通信的蓝牙
·无线LAN
·用于远距离的GSM/GPRS/UMTS
传输信息的范围将由AR系统与可供使用的带宽相匹配。
本解决方案的优点在于：
Web技术、扩展现实功能以及信息系统的结合形成了一个更具价值的DV系统，其具有下述优点：
·瘦客户机端口(Thin Client-Ansatz)
在移动终端装置领域中有很好的可伸缩性，因为在低端领域主要需要的是具有因特网浏览器的装置。也就是说，也能够使用不是基于PC的系统(具有重量、使用和成本的优点)。
·捆绑入IT环境(Einbindung in IT-Landschaft)
所建议的方案突出地适于与现存和将来的IT环境捆绑在一起(趋势在Web技术方向)。这样对用户来说，无须个成本的同步就可实现高的数据一致性(Datendurchgaengigkeit)。
·自动配置
通过将AR功能作为插入件实现，可以将全部应用软件通过通常的Web机制自动地再装载。
·移动性
通过轻巧、便于使用的终端装置以及与IT基本设施的无线连接，为用户提供了高的移动性。
·不用手
支持的外设(头戴受话器，数据眼镜等)能够使得在装配、服务以及维护领域中不用手来工作。
·在线
可能的将用户与IT基本设施在线耦合，既可以在移动系统上又可以在后台系统上实现数据的直接更新。
·使用标准
通过使用Web标准，人们可以不断参与该领域的进一步发展。这一方面是Web环境中新的协议/新的功能，另一方面是能够访问Web的移动设备的进一步发展。

Claims (13)

1.一种用于在移动数据处理装置(1)和固定数据处理装置(3)之间通信的系统，其中，所述移动数据处理装置(1)特别是在自动化系统和/或制造机械和/或机床或者其部分中的扩展现实技术领域中、具有安装在移动数据处理装置(1)上的用于和固定数据处理装置(3)通信的浏览器(2)的客户机，其中，所述固定数据处理装置(3)包括下列组成部分(4，5，6，7)：
服务器(8)，用于和移动数据处理装置(1)的浏览器(2)通信；
信息中介(5)，用于根据情况提供信息，其中，该信息中介利用当前上下文，特别是地点、工作状态、所使用的EA装置以及信息模型(4)；
信息模型(4)，表示信息空间并允许信息中介(5)独立于后续的继承系统在信息内导航和访问信息；
继承系统(7)，其包含和存储信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述固定数据处理装置(3)还包括下列组成部分(6)：
EA装置匹配，其中，用于用户交互作用的信息是按自由表示的方式、并且依赖于关于具体硬件特性的当前上下文建立的。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，对所述自由表示的信息的描述是借助于XML(Extensible Markup Language，扩充标记语言)实现的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述客户机包括一个AR插入件组件(9)，该组件负责扩展信息的表示，并与控制该表示(例如，语音交互作用)所需的组件(同样是可以再装载的)进行通信。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述信息模型(4)是信息空间的表示，其中，该模型通过附加信息(元信息)得到充实。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述在因特网浏览器(2)和Web服务器(8)之间的通信采用不同的、分别适应各自应用领域的技术，以无线的方式实现，特别是采用：
用于近距离的蓝牙技术；
无线局域网；
用于远距离的GSM/GPRS/UMTS
其中，传输信息的范围由AR系统与可供使用的带宽相匹配。
7.一种用于在移动数据处理装置(1)和固定数据处理装置(3)之间通信的方法，其中，所述移动数据处理装置(1)特别是在自动化系统和/或制造机械和/或机床或者其部分中的扩展现实技术领域中、具有安装在移动数据处理装置(1)上的用于和固定数据处理装置(3)通信的浏览器(2)的客户机，其中，所述固定数据处理装置(3)包括下列组成部分(4，5，6，7)：
服务器(8)，用于和移动数据处理装置(1)的浏览器(2)通信；
信息中介(5)，用于根据情况提供信息，其中，该信息中介利用当前上下文，特别是地点、工作状态、所使用的EA装置以及信息模型(4)；
信息模型(4)，表示信息空间并允许信息中介(5)独立于后续的继承系统在信息内导航和访问信息；
继承系统(7)，其包含和存储信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述固定数据处理装置(3)还包括下列组成部分(6)：
EA装置匹配，其中，用于用户交互作用的信息是按自由表示的方式、并且依赖于关于具体硬件特性的当前上下文建立的。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，自由表示的信息的描述是借助于XML(Extensible Markup Language，扩充标记语言)实现的。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述客户机包括一个AR插入件组件(9)，该组件负责扩展信息的表示，并与控制该表示(例如，语音交互作用)所需的组件(同样是可以再装载的)进行通信。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述信息模型(4)是信息空间的一种表示，其中，该模型通过附加信息(元信息)得到充实。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述在因特网浏览器(2)和Web服务器(8)之间的通信采用不同的、分别适应各自应用领域的技术，以无线的方式实现，特别是采用：
用于近距离的蓝牙技术；
无线局域网；
用于远距离的GSM/GPRS/UMTS
其中，传输信息的范围由AR系统与可供使用的带宽相匹配。
13.一种移动数据处理装置(1)，用于根据权利要求1至12中任一项所述的系统和/或方法。
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