JP2005196427A - Control system for controlling conversion into component - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To construct a control system of high interconnectedness and reusability, while solving the problems of actuality and the like required, by converting into a component a device that provides control depending on such hardware as a robot system. <P>SOLUTION: A command interface 2, an input interface 3, and an output interface 4, all of which communicate with the controller of a device to be controlled, are converted into modules. Of the modules, the module with a command-interface function communicates commands to the controller 1 of the device to be controlled. The module with an input-interface function and the module with an output-interface function communicate data to the controller. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ロボット等の制御対象となる装置のコントローラを制御するための各要素を互換性、再利用性を有するようにソフトウェア的あるいはハードウェア的にモジュール化し、各モジュールを用途に応じて組み合わせて様々な機能を容易に実現できるようにしたコンポーネント化制御システムに関する。   In the present invention, each element for controlling a controller of a device to be controlled such as a robot is modularized in software or hardware so as to have compatibility and reusability, and the modules are combined depending on the application. It is related with the component-ized control system which can implement | achieve various functions easily.

ここで、ロボットという用語は、マニピュレータや産業用ロボットのような動作手順をプログラム可能な多自由度の作業機械のみでなく、外界の状況を検出するセンサや、外界に対して何らかの働きを行うアクチュエータのような外界とのインターフェイスを有し、センサ部分から入力される情報をもとに、アクチュエータ部分の知的制御を行うもの全般を意味している。   Here, the term robot refers not only to a multi-degree-of-freedom work machine with programmable operation procedures such as manipulators and industrial robots, but also to sensors that detect the external environment and actuators that perform some function on the external environment. It means the general one that has an interface with the outside world as described above and performs intelligent control of the actuator part based on information inputted from the sensor part.

従来より、通信プロトコルが異なる複数のロボットコントローラと通信するために、メーカーやバージョンの違いに拘わらず共通なアプリケーションソフトを利用可能なロボットの情報処理システムが提案されている。
特開2001−306416号公報
Conventionally, in order to communicate with a plurality of robot controllers having different communication protocols, there has been proposed an information processing system for a robot that can use common application software regardless of manufacturer or version.
JP 2001-306416 A

前記特許文献1に記載されているものにおいては、カーネル部と呼ばれるソフトウェアがロボットコントローラとアプリケーションソフトの仲介を行うことで、ロボットコントローラ間の違いを吸収して共通のアプリケーションソフトを開発できるようにしている。   In what is described in Patent Document 1, software called a kernel unit mediates between a robot controller and application software so that differences between robot controllers can be absorbed and common application software can be developed. Yes.

一方、ロボットに限らず、種々の装置のコンポーネント化、及び、これらの各コンポーネント間のネットワーク接続におけるインターフェイス開発は、一般的にハードウェアレベルから積み上げる形で行われることが多い。   On the other hand, not only robots but also various device componentization and interface development in network connection between these components are generally carried out in a form that accumulates from the hardware level.

すなわち、1977年にISO(国際標準化機構)が発表したネットワーク・システムの通信プロトコルに関する規格モデルであるOSI(Open Systems Interconnection)参照モデルのアーキテクチャにおいては、ネットワーク・システムを機能別に、物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層の7層に分けており、これらの各層毎にインターフェイス開発が行われている。   That is, in the architecture of the OSI (Open Systems Interconnection) reference model, which is a standard model for network system communication protocols announced by ISO (International Organization for Standardization) in 1977, the network system is classified by function, physical layer, data link. It is divided into seven layers: a layer, a network layer, a transport layer, a session layer, a presentation layer, and an application layer, and an interface is developed for each of these layers.

実際に個々の装置を組み合わせてシステムを構築する場合には、電気的なインターフェイス(物理層)のみならず、機械的なハードウェアレベルにおいても整合性がとれている必要があるので、このようなハードウェアレベルから積み上げていくインターフェイス開発は、妥当であると考えられる。   When constructing a system by actually combining individual devices, it is necessary to ensure consistency not only at the electrical interface (physical layer) but also at the mechanical hardware level. Interface development starting from the hardware level is considered appropriate.

しかしながら、このようにして開発されたインターフェイスは、実際のハードウェアに強く依存したものになるため、各コンポーネントの互換性や再利用性が低くなってしまう問題がある。   However, since the interface developed in this way is strongly dependent on the actual hardware, there is a problem that compatibility and reusability of each component are lowered.

一方、ソフトウェアの世界では、CORBA(Common Object Request Broker Architecture)、DCOM(Distributed Component ObjectModel)といった分散型オブジェクト技術が開発されており、これらは通信の物理層に依存しない論理的なネットワーク層に構築されるため、高いネットワーク透過性を有し、また、プログラムとして作成されるソフトウェアであるため、高い汎用性も実現している。   On the other hand, in the software world, distributed object technologies such as CORBA (Common Object Request Broker Architecture) and DCOM (Distributed Component Object Model) have been developed, and these are constructed in a logical network layer that does not depend on the physical layer of communication. Therefore, since the software has high network transparency and is created as a program, high versatility is also realized.

しかしながら、これらの分散型オブジェクト技術では、特にコンポーネント間の通信の実時間性を問題にするロボットシステムのようなハードウェアの動作を含むシステムを取り扱うことが困難である。   However, with these distributed object technologies, it is difficult to handle a system that includes hardware operations such as a robot system that particularly concerns real-time communication between components.

そこで、本発明は、前述したような従来技術における問題を解消し、ロボットシステム等のハードウェアに依存した制御を行う装置をコンポーネント化することによって、それに要求される実時間性等の問題を解決しつつ、相互接続性、再利用性の高い制御システムを構築することを目的とする。   Therefore, the present invention solves the problems in the prior art as described above, and solves problems such as real-time characteristics required by componentizing a device that performs hardware-dependent control such as a robot system. However, it aims at constructing a control system with high interconnectability and high reusability.

上記のような目的を達成するために、本発明のコンポーネント化制御システムは、制御対象となる装置のコントローラとの間で通信を行うコマンドインターフェイス、入力インターフェイス、及び、出力インターフェイスをそれぞれモジュール化し、これらのモジュールのうち、コマンドインターフェイス機能を有するモジュールは、制御対象となる装置のコントローラとの間でコマンド通信を行い、入力インターフェイス機能を有するモジュールならびに出力インターフェイス機能を有するモジュールは前記コントローラとの間でデータ通信を行うものである。   In order to achieve the above object, the componentized control system of the present invention modularizes a command interface, an input interface, and an output interface that communicate with a controller of a device to be controlled. Among these modules, the module having the command interface function performs command communication with the controller of the device to be controlled, and the module having the input interface function and the module having the output interface function are data with the controller. It communicates.

本発明のコンポーネント化制御システムにおいては、前記各モジュールは分散オブジェクトによって構成され、それぞれの機能がコンピュータ上で実現されることが望ましい。   In the componentized control system of the present invention, it is preferable that each of the modules is constituted by a distributed object, and each function is realized on a computer.

また、本発明のコンポーネント化制御システムにおいては、制御対象となる装置のコントローラ、ならびに各モジュールの少なくとも1つは他のものとは異なるネットワーク上に設けられ、ネットワーク間に介在される中継装置を経由して相互に通信を行うことが望ましい。   In the componentized control system of the present invention, the controller of the device to be controlled and at least one of each module are provided on a network different from the other ones, via a relay device interposed between the networks. It is desirable to communicate with each other.

また、本発明のコンポーネント化制御システムにおいては、入力インターフェイス機能を有するモジュールと出力インターフェイス機能を有するモジュールの少なくとも一方が複数存在することが望ましい。   In the componentized control system of the present invention, it is desirable that at least one of a module having an input interface function and a module having an output interface function exist.

また、本発明のコンポーネント化制御システムにおいては、出力インターフェイス機能を有するモジュールから、予め登録した入力インターフェイス機能を有するモジュールへ、登録時に指定したタイミングでデータ送信を行うようにすることが望ましく、この場合、データ送信を並列的に行うことがさらに望ましい。   In the componentized control system of the present invention, it is desirable to transmit data from a module having an output interface function to a module having an input interface function registered in advance at a timing specified at the time of registration. More preferably, data transmission is performed in parallel.

また、本発明のコンポーネント化制御システムにおいては、各モジュールが設けられているネットワークと中継装置を介して接続されている異なるネットワーク上に設けられている複数の制御対象となる装置のコントローラ間の通信を、該ネットワーク上で直接可能としてあることが望ましい。   In the componentized control system of the present invention, communication between controllers of a plurality of devices to be controlled provided on different networks connected via a relay device and a network provided with each module. It is desirable to be able to do this directly on the network.

出力インターフェイス機能を有するモジュールは、データ送信を行う入力インターフェイス機能を有するモジュールを登録する際に、ネットワーク情報を付加登録することで最適なデータ通信経路を自動的に選択できるようにしてあることが望ましい。   It is desirable that a module having an output interface function can automatically select an optimal data communication path by additionally registering network information when registering a module having an input interface function for performing data transmission. .

請求項1記載の本発明によれば、ロボット等の知能的装置のコントローラのようにハードウェア依存性が強いコントローラとの間で通信を行うコマンドインターフェイス、入力インターフェイス、及び、出力インターフェイスのそれぞれをモジュール化することにより、従来困難であった制御システムの互換性、再利用性を高めることができ、様々な用途のロボット等の制御システムを高い自由度で容易且つ短期間に構築することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, each of the command interface, the input interface, and the output interface for communicating with a controller having strong hardware dependency such as a controller of an intelligent device such as a robot is provided as a module. As a result, the compatibility and reusability of control systems, which has been difficult in the past, can be improved, and control systems for various applications such as robots can be constructed easily and in a short period of time with a high degree of freedom. Become.

また、コマンド通信と行う部分とデータ通信を行う部分とをそれぞれ分離してモジュール化しているため、通信の高速性が要求されるハードウェア依存性の高いデータ通信に様々な工夫を凝らすことが可能となり、有用性の高いコンポーネント化が可能となる。   In addition, since the part that performs command communication and the part that performs data communication are separated and modularized, it is possible to devise various devices for data communication with high hardware dependency that requires high-speed communication. Thus, it becomes possible to make a highly useful component.

また、請求項2記載の発明によれば、コマンド入出力、データ入力、データ出力の各インターフェイス機能を有する各モジュールを分散オブジェクトとして、それぞれの機能がコンピュータ上で実現されるようにしたため、極めてネットワーク透過性の高い汎用的なコンポーネント化を可能とすることができる。   According to the second aspect of the present invention, each module having command input / output, data input, and data output interface functions is used as a distributed object so that each function can be realized on a computer. A highly transparent general-purpose component can be realized.

また、請求項3記載の発明によれば、コントローラや各モジュールの少なくとも1つが他のものとは異なるネットワーク上に配置されている場合でも中継装置を経由してネットワーク間の通信をおこなうことで、これらが見かけ上1つのネットワーク上に配置されているかのように扱うことが可能となる。   Further, according to the invention of claim 3, even when at least one of the controller and each module is arranged on a network different from the other, by performing communication between the networks via the relay device, These can be handled as if they were apparently arranged on one network.

また、請求項4記載の発明によれば、入力インターフェイス機能を有するモジュールと出力インターフェイス機能を有するモジュールの少なくとも一方が複数存在するようにしているため、制御システムをより高い自由度で構築することができる。   According to the invention described in claim 4, since at least one of the module having the input interface function and the module having the output interface function is present in plural, the control system can be constructed with a higher degree of freedom. it can.

また、請求項5記載の発明によれば、データ送信を行う際に送信先にデータ取得コマンドを送信する必要がなく、高速なデータ通信を行うことが可能となる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is not necessary to transmit a data acquisition command to a transmission destination when performing data transmission, and high-speed data communication can be performed.

また、請求項6記載の発明によれば、通信をデータ送信先に応じて並列化することで、複数のデータを同時に送出して、同時にこれらの返りを待つことができるので、信号伝送に要する時間の大幅な短縮が可能となる。   Further, according to the invention described in claim 6, by parallelizing communication according to the data transmission destination, a plurality of data can be sent simultaneously and waiting for their return at the same time. The time can be greatly reduced.

請求項7記載の発明によれば、複数のコントローラ間の通信を高速のネットワーク上で直接行うようにしたため、高速なデータ通信を可能とすることができる。   According to the seventh aspect of the invention, since communication between a plurality of controllers is performed directly on a high-speed network, high-speed data communication can be achieved.

請求項8記載の発明によれば、ネットワーク情報の付加により、最適なデータ通信経路を自動的に選択することができるので、各々のモジュールやコントローラがどのネットワーク上に存在するかといった物理的な配置にかかわらず、優れたネットワーク透過性が得られ、ひいては各モジュールの互換性、再利用性を高めることができる。   According to the invention described in claim 8, since the optimum data communication path can be automatically selected by adding the network information, the physical arrangement such as on which network each module or controller is present. Regardless of this, excellent network transparency can be obtained, and the compatibility and reusability of each module can be improved.

以下、本発明を実施する場合の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態としてのコンポーネントの基本構造を示す概念図であって、ここでは、本発明の制御システムにおける制御対象となる装置はロボットであり、このロボットは、コントローラ1によってその動作を制御される。   Hereinafter, embodiments in the case of carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the basic structure of a component as an embodiment of the present invention. Here, a device to be controlled in the control system of the present invention is a robot, and this robot is controlled by a controller 1. Its operation is controlled.

ここで、コントローラ1は、ロボットに組み込まれて種々の動作を行う駆動源となるモータや、アクチュエータの動きを制御するものであって、センサデータ処理、モータ等の駆動源への出力処理、サーボ制御、その他、様々な動作・制御アルゴリズム等を含む、ロボットの要素機能を実現するためのハードウェアやソフトウェアを意味している。   Here, the controller 1 controls the movement of a motor or actuator that is incorporated in the robot and performs various operations, and controls sensor data processing, output processing to a driving source such as a motor, servo It means hardware and software for realizing the element functions of the robot, including various operations and control algorithms.

コントローラ1には、モジュール化されたコマンドインターフェイス2が接続されており、ロボットに所望の動作を行わせるための指令信号はこのコマンドインターフェイス2を介してコントローラ1に送られる。   The controller 1 is connected to a modularized command interface 2, and a command signal for causing the robot to perform a desired operation is sent to the controller 1 via the command interface 2.

また、コントローラ1には、モジュール化されたデータ入力インターフェイス3が接続されている。データ入力インターフェイス3は、制御対象となる装置であるロボットに設けられていたり、あるいは、このロボットが動作する環境中に設置されている様々なセンサ、例えば荷重センサや視覚センサ等から送られてくるセンサデータを、コントローラ1に送るためのインターフェイスである。このデータ入力インターフェイス3は複数配置することもできる。   The controller 1 is connected to a modularized data input interface 3. The data input interface 3 is provided in a robot that is a device to be controlled, or is sent from various sensors installed in an environment in which the robot operates, such as a load sensor or a visual sensor. It is an interface for sending sensor data to the controller 1. A plurality of data input interfaces 3 may be arranged.

また、コントローラ1には、モジュール化されたデータ出力インターフェイス4が接続されている。データ出力インターフェイス4は、ロボットの駆動部から出力される、例えばモータの回転量等のデータをデータ入力インターフェイス3へ送信する機能を有する。   The controller 1 is connected to a modularized data output interface 4. The data output interface 4 has a function of transmitting data such as the amount of rotation of the motor, for example, output from the driving unit of the robot to the data input interface 3.

コマンドインターフェイス2、入力インターフェイス3、出力インターフェイス4の各モジュールの集合体によって、本発明の制御システム5が構成されている。さらに、この制御システム5をコントローラ1に組み合わせて、ロボットの基本要素となるコンポーネント6が構成されている。   The control system 5 of the present invention is configured by a collection of modules of the command interface 2, the input interface 3, and the output interface 4. Further, the control system 5 is combined with the controller 1 to constitute a component 6 that is a basic element of the robot.

(分散オブジェクト)
モジュール化された、コマンド入出力、データ入力、データ出力等の各インターフェイスは、通信ネットワークに接続されている。この通信ネットワークにおける通信プロトコルとして、CORSA、DCOM等の分散オブジェクトの通信プロトコルを採用することにより、ネットワーク透過性を保証することができる。
(Distributed object)
Each interface such as command input / output, data input, and data output that is modularized is connected to a communication network. By adopting a communication protocol of a distributed object such as CORSA or DCOM as a communication protocol in this communication network, network transparency can be guaranteed.

この基本となる通信ネットワークを以下、RTネットワーク(Robot Technology Network)と呼ぶことにする。RTネットワークは論理的なネットワークであり、分散オブジェクトの通信プロトコルを通過させるものならどのような物理的なネットワークでもよい。   Hereinafter, this basic communication network is referred to as an RT network (Robot Technology Network). The RT network is a logical network and may be any physical network as long as it can pass the communication protocol of the distributed object.

すなわち、コマンドの入出力、データ入力、データ出力などの各インターフェイスは、分散オブジェクトとして実現されることになる。前記分散オブジェクトは、プログラムでソフトウェア的に、あるいは、ICチップなどでハードウェア的に実現することができる。   That is, each interface such as command input / output, data input, and data output is realized as a distributed object. The distributed object can be realized in software by a program or in hardware by an IC chip or the like.

コマンドインターフェイス2は、RTネットワークを介してON/OFF、パラメータ変更、状態取得等の操作コマンドを受け付け、それに従ってコントローラ1を操作する。なお、ここでの操作は、論理的なRTネットワーク上での通信速度で十分足りるものを割り当てる。   The command interface 2 receives operation commands such as ON / OFF, parameter change, and status acquisition via the RT network, and operates the controller 1 accordingly. It should be noted that this operation assigns a communication speed sufficient for the logical RT network.

(コンポーネントのプロキシ機能)
前述した図1に示すものにおいては、コンポーネント6を構成しているコントローラ1及びコマンドインターフェイス2、データ入力インターフェイス3、データ出力インターフェイス4の各モジュールの全てをRTネットワーク上に配置しているが、コントローラ1は、コンポーネント化の対象となるロボットの要素機能を実現する装置であり、強くハードウェアに依存している場合がある。
(Component proxy function)
In FIG. 1 described above, the controller 1, the command interface 2, the data input interface 3, and the data output interface 4 constituting the component 6 are all arranged on the RT network. Reference numeral 1 denotes an apparatus that realizes element functions of a robot to be componentized, and may be strongly dependent on hardware.

図2は、このような場合に対応した本発明の別の実施形態としての、プロキシ化されたコンポーネントの基本構造を示す概念図であって、同図のものにおいては、コントローラ1をRTネットワーク7とは異なる外部ネットワーク8上に配置し、中継装置9を介してRTネットワーク7上のコマンドインターフェイス2、データ入力インターフェイス3、データ出力インターフェイス4と通信することで、中継装置9が有するプロキシ機能(代理機能)により、コントローラ1が見かけ上、RTネットワーク7上にあるかのように取り扱うことができるようにしている。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the basic structure of a proxied component as another embodiment of the present invention corresponding to such a case. In the figure, the controller 1 is connected to the RT network 7. The proxy function (proxy) of the relay device 9 is arranged on an external network 8 different from the relay network 9 and communicates with the command interface 2, the data input interface 3, and the data output interface 4 on the RT network 7 via the relay device 9. Function) allows the controller 1 to be handled as if it were on the RT network 7 in appearance.

なお、ここで、RTネットワーク7とは異なる外部ネットワーク8という意味は、外部ネットワーク8がRTネットワーク7と物理的に異なっている場合と、物理的には同じであるが論理的に異なっている場合の両方を含んでいる。   Here, the meaning of the external network 8 different from the RT network 7 means that the external network 8 is physically different from the RT network 7 and is physically the same but logically different. Including both.

また、図3は、コンポーネント6が直接中継装置9を介してコントローラ1が配置されている外部ネットワーク8に接続されているプロキシ化された、本発明のさらに別の実施形態としての、コンポーネントの基本構造の例を示す概念図である。   FIG. 3 also shows component basics as yet another embodiment of the invention in which the component 6 is directly connected to an external network 8 where the controller 1 is located via a relay device 9. It is a conceptual diagram which shows the example of a structure.

また、図4は、本発明のさらに別の実施形態を示すものであって、同図において、コンポーネント11、12、13、14は何れもRTネットワーク7上に配置されたものであり、コンポーネント15、16は、RTネットワーク7とは異なる外部ネットワーク8上に配置された装置(コントローラ)である。   FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention. In FIG. 4, components 11, 12, 13, and 14 are all arranged on the RT network 7, and component 15 , 16 are devices (controllers) arranged on an external network 8 different from the RT network 7.

同図に示すものにおいては、コンポーネント11は、中継装置9を介して装置15とプロキシ通信17を行い、また、コンポーネント14は、中継装置9を介して装置16とプロキシ通信18を行っているが、RTネットワーク7上に配置された各コンポーネント11、12、13、14どうしは、それを意識することなく通信が可能となっている。   In the figure, the component 11 performs proxy communication 17 with the device 15 via the relay device 9, and the component 14 performs proxy communication 18 with the device 16 via the relay device 9. The components 11, 12, 13, and 14 arranged on the RT network 7 can communicate with each other without being aware of it.

(push型通信の採用)
図1に示すものにおいては、データ入力インターフェイス3とデータ出力インターフェイス4は高速でデータの送受信を行うためのものである。ここでのデータ通信は、データ出力インターフェイス4からデータ入力インターフェイス3へpush型通信を採用することができる。なお、ここで、push型通信とは以下の手順でデータをやりとりするものを示す。
(Adoption of push type communication)
In the example shown in FIG. 1, the data input interface 3 and the data output interface 4 are for transmitting and receiving data at high speed. As the data communication here, push type communication can be adopted from the data output interface 4 to the data input interface 3. Here, push-type communication refers to data exchanged according to the following procedure.

(1)データ通信に先立ち、データ出力インターフェイス4に、複数のデータ入力インターフェイス3の中からデータを受け取らせたいデータ入力インターフェイス3を登録しておく。なお、この手順は、RTネットワーク7を通して行う。 (1) Prior to data communication, the data input interface 3 that is to receive data from the plurality of data input interfaces 3 is registered in the data output interface 4 in advance. This procedure is performed through the RT network 7.

(2)データ通信時には、データ出力インターフェイス4から登録されているデータ入力インターフェイス3に、登録時に指定されたタイミングでデータを送り出す。なお、この手順は、図1に示すものにおいては、RTネットワーク7を通して行うが、他の高速な外部ネットワークを通すことにより高速通信が可能となる。 (2) At the time of data communication, data is sent from the data output interface 4 to the registered data input interface 3 at the timing designated at the time of registration. This procedure is performed through the RT network 7 in the one shown in FIG. 1, but high-speed communication is possible through another high-speed external network.

一般に、分散オブジェクトでデータ取得コマンドを用いてデータ通信を行うpull型通信の場合には、データを受け取ろうとする度にデータ取得コマンドを送出して、その返値としてデータを受け取ることなるため、ネットワーク上を信号が往復する遅延時間が生じる問題があるが、push型通信の場合には、片道のみの信号伝送となるため遅延時間を半分に減らすことができる利点がある。   In general, in the case of pull-type communication in which data communication is performed using a data acquisition command with a distributed object, a data acquisition command is transmitted every time data is received, and data is received as a return value thereof. There is a problem that a delay time in which the signal reciprocates is generated. However, in the case of push-type communication, there is an advantage that the delay time can be reduced to half because the signal transmission is only one way.

(複数のデータ入出力インターフェイスの利用ならびに、push型通信の並列化)
前述したデータ入力インターフェイス3やデータ出力インターフェイス4は必要に応じて複数用いてもよい。
(Use of multiple data input / output interfaces and parallelization of push type communication)
A plurality of the data input interface 3 and the data output interface 4 described above may be used as necessary.

さらに、データ出力インターフェイス4は、複数のpush型通信を並列化することにより、より高速なデータ通信が可能となる。一般に、分散オブジェクトにおいては、データを送出する際に、不要であってもその返りを待たなくてはならない。   Furthermore, the data output interface 4 can perform higher-speed data communication by parallelizing a plurality of push-type communication. In general, in a distributed object, when data is transmitted, it is necessary to wait for the return even if it is unnecessary.

データ送出先が一箇所の場合にはそれほど問題にならないが、複数箇所へ送出する場合には、データ送出を逐次行うと、前のデータ送出コマンドの返りが来るまで次のデータの送出ができなくなり、多大な遅延が生じる問題がある。   This is not a problem when there is only one data destination, but when sending to multiple locations, if the data is sent sequentially, the next data cannot be sent until the previous data send command is returned. There is a problem that a great delay occurs.

そこで、この通信をデータ送出先に応じて並列化することで、複数のデータを同時に送出して、同時にこれらの返りを待つことが可能となる。物理的に信号路が1つしかない場合には、データ送出は逐次的に行われるが、前に送出したデータの返りを待たずに次のデータを送出することができるので、信号伝送に要する時間の大幅な短縮が可能となる。   Therefore, by parallelizing this communication in accordance with the data transmission destination, it becomes possible to simultaneously transmit a plurality of data and wait for these returns at the same time. When there is only one physical signal path, data transmission is performed sequentially, but the next data can be transmitted without waiting for the return of the previously transmitted data. The time can be greatly reduced.

(データ通信のショートカット)
図5は、本発明のさらに別の実施形態としての、データ通信のショートカットを行う場合の概念図であって、同図に示すものにおいては通信方式にpush型通信を採用し、データ出力インターフェイスにデータ入力インターフェイスを登録して信号路を確保するフェイズと、実際に通信を行うフェイズとを分離したもので、同図に示すように、プロキシされたコントローラ15、16間のデータ通信を、RTネットワーク7と異なる外部ネットワーク8上で直接データ通信のショートカット19として行えるようにしたものである。
(Data communication shortcut)
FIG. 5 is a conceptual diagram when performing a data communication shortcut as still another embodiment of the present invention. In FIG. 5, push type communication is adopted as a communication method, and a data output interface is used. The phase in which the data input interface is registered and the signal path is secured is separated from the phase in which actual communication is performed. As shown in the figure, data communication between the proxied controllers 15 and 16 is performed in the RT network. 7 can be performed as a shortcut 19 for direct data communication on an external network 8 different from FIG.

(データ通信経路の自動選択)
また、上記のようにデータ通信のショートカットを許すと、各々のコントローラが実際にどのネットワーク上にあるかといった物理的な配置、すなわち、ハードウェア依存性が強くなり、ネットワークの透過性、ひいては、各コンポーネントの互換性、再利用性が低下してしまう問題がある。
(Automatic selection of data communication path)
In addition, if the shortcut for data communication is allowed as described above, the physical arrangement such as which network each controller is actually on, that is, the hardware dependency becomes strong, the network transparency, and thus each There is a problem that the compatibility and reusability of components deteriorates.

図6は、この問題を解消するための、本発明のさらに別の実施形態を示す概念図であって、データ出力インターフェイスにデータ入力インターフェイスを登録する際に、ネットワーク情報25を付加し、データ通信経路を自動的に選択するようにしたものである。   FIG. 6 is a conceptual diagram showing still another embodiment of the present invention for solving this problem. When registering a data input interface in a data output interface, network information 25 is added to perform data communication. The route is automatically selected.

同図に示す例では、RTネットワーク7とは異なる2つの外部ネットワーク8、21にそれぞれコントローラ16、15が配置されており、コントローラ15をプロキシしているコンポーネント11と、コントローラ16をプロキシしているコンポーネント14間でデータ通信を行う場合には、中継装置20をを介するプロキシ通信22の経路、中継装置9を介するプロキシ通信23の経路、及び、RTネットワーク7上のデータ通信24の経路がそれぞれ選択される。   In the example shown in the figure, the controllers 16 and 15 are arranged in two external networks 8 and 21 different from the RT network 7, respectively, and the component 11 that proxies the controller 15 and the controller 16 are proxied. When data communication is performed between the components 14, the route of the proxy communication 22 via the relay device 20, the route of the proxy communication 23 via the relay device 9, and the route of the data communication 24 on the RT network 7 are selected. Is done.

本発明のコンポーネント化制御システムは、定位置で作業を行うロボットや移動式のロボットの他、センサ情報等により、照明、空調などの種々の制御を自動的に行うロボットハウス等の知的制御を行う装置全般に広く利用可能である。   The componentized control system of the present invention performs intelligent control of a robot house that automatically performs various controls such as illumination and air conditioning based on sensor information, etc., in addition to a robot that performs work at a fixed position and a mobile robot. It can be widely used in the whole apparatus to perform.

本発明の1実施形態としてのコンポーネントの基本構造を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the basic structure of the component as one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態としての、プロキシ化されたコンポーネント構造を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a proxied component structure as another embodiment of the present invention. 本発明のさらに別の実施形態としての、プロキシ化されたコンポーネント構造を示す概念図ある。FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a proxied component structure as yet another embodiment of the invention. 本発明のさらに別の実施形態としての、プロキシ化されたコンポーネント構造を含むネットワークの概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of a network including a proxied component structure as yet another embodiment of the present invention. 本発明のさらに別の実施形態としての、データ通信のショートカットを行う場合の概念図である。It is a conceptual diagram in the case of performing the shortcut of data communication as another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態としての、データ通信経路の自動選択を行う場合の概念図である。It is a conceptual diagram in the case of performing automatic selection of a data communication path as still another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 コントローラ
2 コマンドインタフェース
3 データ入力インタフェース
4 データ出力インタフェース
5 制御システム
6 コンポーネント
7 RTネットワーク
8 外部ネットワーク
9 ネットワーク中継装置
11、12、13、14 コンポーネント
15、16 コントローラ
17 コンポーネント11のプロキシ通信
18 コンポーネント14のプロキシ通信
19 データ通信のショートカット
20 ネットワーク中継装置
21 外部ネットワーク
22 コンポーネント11のプロキシ通信
23 コンポーネント14のプロキシ通信
24 RTネットワーク上のデータ通信
25 ネットワーク情報を付加したデータ入力インターフェースの登録
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Controller 2 Command interface 3 Data input interface 4 Data output interface 5 Control system 6 Component 7 RT network 8 External network 9 Network relay apparatus 11, 12, 13, 14 Component 15, 16 Controller
17 Proxy Communication of Component 11 18 Proxy Communication of Component 14 19 Data Communication Shortcut 20 Network Relay Device 21 External Network 22 Proxy Communication of Component 11 23 Proxy Communication of Component 14 24 Data Communication on RT Network 25 Data with Network Information Added Input interface registration

Claims (8)

制御対象となる装置のコントローラとの間で通信を行うコマンドインターフェイス、入力インターフェイス、及び、出力インターフェイスをそれぞれモジュール化し、
これらのモジュールのうち、コマンドインターフェイス機能を有するモジュールは、制御対象となる装置のコントローラとの間でコマンド通信を行い、入力インターフェイス機能を有するモジュールならびに出力インターフェイス機能を有するモジュールは前記コントローラとの間でデータ通信を行うことを特徴とするコンポーネント化制御システム。
The command interface, input interface, and output interface that communicate with the controller of the device to be controlled are modularized,
Among these modules, a module having a command interface function performs command communication with a controller of a device to be controlled, and a module having an input interface function and a module having an output interface function are communicated with the controller. A componentized control system characterized by performing data communication.
各モジュールは分散オブジェクトによって構成され、それぞれの機能がコンピュータ上で実現されることを特徴とする請求項1記載のコンポーネント化制御システム。   2. The componentized control system according to claim 1, wherein each module is constituted by a distributed object, and each function is realized on a computer. 制御対象となる装置のコントローラ、ならびに各モジュールの少なくとも1つは他のものとは異なるネットワーク上に設けられ、ネットワーク間に介在される中継装置を経由して相互に通信を行うことを特徴とする請求項1又は2記載のコンポーネント化制御システム。   The controller of the device to be controlled and at least one of each module are provided on a different network from the others, and communicate with each other via a relay device interposed between the networks The componentized control system according to claim 1 or 2. 入力インターフェイス機能を有するモジュールと出力インターフェイス機能を有するモジュールの少なくとも一方が複数存在することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のコンポーネント化制御システム。   4. The componentized control system according to claim 1, wherein there are a plurality of modules having at least one of an input interface function and a module having an output interface function. 出力インターフェイス機能を有するモジュールから、予め登録した入力インターフェイス機能を有するモジュールへ、登録時に指定したタイミングでデータ送信を行うようにしたことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のコンポーネント化制御システム。   5. The componentization according to claim 1, wherein data transmission is performed from a module having an output interface function to a module having an input interface function registered in advance at a timing designated at the time of registration. Control system. データ送信を並列的に行うようにしたことを特徴とする請求項5記載のコンポーネント化制御システム。   6. The componentized control system according to claim 5, wherein data transmission is performed in parallel. 各モジュールが設けられているネットワークと中継装置を介して接続されている異なるネットワーク上に設けられている複数の制御対象となる装置のコントローラ間の通信を、該ネットワーク上で直接可能としたことを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のコンポーネント化制御システム。   Communication between controllers of a plurality of devices to be controlled provided on different networks connected via a relay device and a network provided with each module can be directly performed on the network. The componentized control system according to any one of claims 1 to 6. 出力インターフェイス機能を有するモジュールは、データ送信を行う入力インターフェイス機能を有するモジュールを登録する際に、ネットワーク情報を付加登録することで最適なデータ通信経路を自動的に選択できるようにしたことを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載のコンポーネント化制御システム。   A module having an output interface function can automatically select an optimum data communication path by additionally registering network information when registering a module having an input interface function for performing data transmission. The componentized control system according to any one of claims 5 to 7.
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