JP2021517518A - ロボット制御方法、装置、記憶媒体及び電子機器 - Google Patents

Abstract

本発明の実施例は、取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するステップと、光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して前記光制御信号をブロードキャストするステップと、ポート識別子に基づいて前記光制御信号をフィルタリングして、前記ポート識別子に対応する光制御信号を取得するステップと、前記ポート識別子に対応する前記光制御信号を電気制御信号に変換するステップと、前記電気制御信号を前記ロボットのアクチュエータに送信するステップとを含む光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法、装置、記憶媒体及び電子機器を提供する。本発明の実施例によれば、ロボット本体内部の配線の数を減少し、配線の複雑度を低減し、制御システム内部通信の帯域幅及び電磁妨害耐性を改善する。【選択図】なし

Description

本願は、光ファイバ通信技術分野及びロボット制御技術分野に関し、具体的には、光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法、装置、記憶媒体及び電子機器に関する。

ロボット制御システムは、ロボットの頭脳で、ロボットの機能と性能を決定する主な要因であり、図１に示すように、ロボット制御システムの構造は、センサ層、データ処理層、記憶層、制御層及び実行層を含み、ここで、センサで外界センシングデータを取得し、データ処理層、記憶層及び制御層の処理を経て外界を感知、認識し、最後に実行層で外界へフィードバックする。

図２は、ロボット移動制御システムを示す概略構造図であり、ここで、ロボット制御システムの機能は、センサからの検出信号を受信し、動作タスクの要件に応じて、ロボットアーム内の各モータを駆動することである。ロボットの移動制御は、われわれ人間の行動が自分自身の感覚に依存することと同様に、センサに依存し、ロボットの様々な状態を検出するためにはセンサを使用する必要があり、ロボットの内部センサ信号は、ロボットアームの関節の実際移動状態を反映するために用いられ、ロボットの外部センサ信号は、稼働環境の変化を検出するために用いられる。

ロボットの移動制御システムには、
作動機構として、サーボモータ又はステッピングモータと、
駆動機構として、サーボドライバ又はステッピングアクチュエータと、
制御機構として、経路とモータ連動のアルゴリズム演算制御を行うモーションコントローラと、
制御方式として、固定実行動作方式の場合、固定パラメータがプログラミングされたプログラムをモーションコントローラに与え、視覚システム又は他のセンサを追加した制御方式の場合、センサ信号に基づいて、固定されていないパラメータがプログラミングされたプログラムをモーションコントローラに与えることとを含む。

現在、ロボット制御システムに特化した内部通信規格は国際的に存在しておらず、実際の応用過程において、通常、システム要件に応じて一般的に使用される一部のバス、例えば、イーサネット、ＣＡＮ、１３９４、ＳＥＲＣＯＳ、ＵＳＢ、ＲＳ−４８５がロボット制御システムに使用される。現在の大部分の通信制御用バスは、ＲＳ−４８５とケーブル駆動技術に基づくシリアルバス技術と、リアルタイム工業イーサネットに基づく高速シリアルバス技術という２種類に分類できるが、現在のバス技術には、下記のような３つの問題がある。

１．センサ又はサーボシステムごとに独立した通信回線を必要とするため、制御線の数が多く、配線が複雑である。
２．制御回線にシステムバス技術を用い、シリアルインタフェース、パラレルインタフェースを用いることを主な原因として、帯域幅が狭い。
３．電磁妨害が大きな工業生産現場では稼動が不安定で、電磁妨害耐性が弱い。

なお、上記の背景技術にて開示された情報は、本発明の背景に対する理解を深めるためのものに過ぎず、当業者に知られている先行技術を構成しない情報を含んでもよいことは理解されたい。

本願の実施形態は、光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法、装置、記憶媒体及び電子機器を提供し、ロボット本体内部の配線の数を減らし、配線の複雑度を低減することにより、制御システム内部通信の帯域幅及び電磁妨害耐性を改善することを目的とする。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明によって明らかになり、また本発明の実践によってその一部を習得できる。

第１の態様において、本発明の実施例は光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法を提供し、前記方法は、
取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するステップと、
光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストするステップと、
ポート識別子に基づいて光制御信号をフィルタリングして、ポート識別子に対応する光制御信号を取得するステップと、
ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換するステップと、
電気制御信号をロボットのアクチュエータに送信するステップと、を含む。

本発明の１つの例示的な実施例において、取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するステップは、
光搬送波上で電気制御信号を変調して、光制御信号を取得するステップを含む。

本発明の１つの例示的な実施例において、光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストするステップは、
光ファイバ通信ネットワークの下りリンクのフレーム長が１２５ｕｓであることを含む。

本発明の１つの例示的な実施例において、ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換するステップは、
光制御信号を復調して、電気制御信号を取得するステップを含む。

本発明の１つの例示的な実施例において、さらに、
取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換するステップと、
光ファイバ通信ネットワークの上りリンクを介して光センシングデータを送信するステップと、
予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて光センシングデータをカプセル化して、上り光センシングデータストリームを取得するステップと、
上り光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換するステップと、
センシングデータストリームをロボット制御システムに送信するステップと、を含む。

本発明の１つの例示的な実施例において、取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換するステップは、
光搬送波上でセンシングデータを変調して、光センシングデータを取得するステップを含む。

本発明の１つの例示的な実施例において、予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて光センシングデータをカプセル化して、上り光センシングデータストリームを取得するステップは、
下りリンクによって搬送される上り帯域幅割り当てフィールドに基づいて、予め設定された順序に従って光センシングデータをカプセル化して、上り光センシングデータストリームを生成するステップを含む。

本発明の１つの例示的な実施例において、上り光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換するステップは、
光センシングデータストリームを復調して、センシングデータストリームを取得するステップを含む。

第２の態様において、本発明の実施例は光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置を提供し、前記装置は、
取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するための第１変換モジュールと、
光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストするためのブロードキャストモジュールと、
ポート識別子に基づいて光制御信号をフィルタリングして、ポート識別子に対応する光制御信号を取得するためのフィルタリングモジュールと、
ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換するための第２変換モジュールと、
電気制御信号をロボットのアクチュエータに送信するための第１送信モジュールと、を含む。

本発明の１つの例示的な実施例では、第１変換モジュールは、具体的には、光搬送波上で電気制御信号を変調することにより、光制御信号を取得するために用いられる。

本発明の１つの例示的な実施例では、第２変換モジュールは、具体的には、光制御信号を復調することにより、電気制御信号を取得するために用いられる。

本発明の１つの例示的な実施例において、さらに、
取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換するための第３変換モジュールと、
光ファイバ通信ネットワークの上りリンクを介して光センシングデータを送信するための第２送信モジュールと、
予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて光センシングデータをカプセル化して、上り光センシングデータストリームを取得するためのカプセル化モジュールと、
上り光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換するための第４変換モジュールと、
センシングデータストリームをロボット制御システムに送信するための第３送信モジュールと、を含む。

本発明の１つの例示的な実施例では、第３変換モジュールは、具体的には、センシングデータを光搬送波上で変調して、光センシングデータを取得するために用いられる。

本発明の１つの例示的な実施例において、第４変換モジュールは、具体的には、光センシングデータストリームを復調して、センシングデータストリームを取得するために用いられる。

第３の態様において、本発明の実施例は、コンピュータプログラムが記憶され、前記コンピュータプログラムがプロセッサによって実行されるとき、上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法が実施されるコンピュータ可読記憶媒体を提供する。

第４の態様において、本発明の実施例は電子機器を提供し、前記電子機器は、
処理ユニットと、
処理ユニットの実行可能なコマンドを記憶するように設置される記憶ユニットとを含み、
ここで、処理ユニットは、実行可能なコマンドを実行することにより、
取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換する動作と、
光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストする動作と、
ポート識別子に基づいて光制御信号をフィルタリングして、ポート識別子に対応する光制御信号を取得する動作と、
ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換する動作と、
電気制御信号をロボットのアクチュエータに送信する動作とを実行するように構成される。

本願の実施形態は、さらに、コンピュータプログラム製品を提供し、コンピュータプログラム製品は、プログラムコマンドを含む、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体上に記憶されるコンピュータプログラムを含み、前記プログラムコマンドがコンピュータによって実行されるとき、前記コンピュータに上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法を実行させる。

上記の技術的解決手段から分かるように、本発明の実施例の利点及び積極的な効果は、以下のとおりである。
本発明の実施例によれば、取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換し、光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストし、ポート識別子に基づいて光制御信号をフィルタリングし、ポート識別子に対応する光制御信号を取得し、ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換し、電気制御信号をロボットのアクチュエータに送信する。本発明の実施例に係るロボット制御方法によれば、ロボット本体内部の配線の数を減らし、配線の複雑度を低減し、制御システム内部通信の帯域幅及び電磁妨害耐性を改善する。

なお、以上の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、例示的及び解釈的なものに過ぎず、本発明を限定するものではない。

１つ又は複数の実施形態は、それに対応する添付図面の図によって例示的に説明され、これらの例示的な説明は、実施形態を限定するものではない。添付図面において、同じ参照番号を有する要素で類似の要素を示し、添付図面の図は、特記しない限り、縮尺を限定するものではない。
本願の実施形態に係るロボット制御システムの概略構造図である。 本願の実施形態に係るロボット移動制御システムの概略構造図である。 本願の実施形態に係る光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法のフローチャートである。 本願の別の実施形態係る光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法のフローチャートである。 本願の実施形態に係る光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット装置の機能ブロック図である。 本願の実施形態に係るロボット機器の概略構造図である。 本願の実施形態に係る電子機器の概略構造図である。

本発明の実施形態の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下、添付図面を参照しながら、本願の各実施形態についてさらに詳細に説明する。しかしながら、当業者であれば、本願の様々な実施形態において、読者が本願をよりよく理解するようにするために、多くの技術的詳細を提供したことは理解できるだろう。しかし、これらの技術的詳細がなくても、以下の各実施形態に基づく様々な変更及び修正がなくても、本願の特許請求に記載された技術的解決手段を実現できる。

また、説明した特徴、構造、又は特性は、任意の適切な方法で、１１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。以下の説明において、本発明の実施例を十分に理解させるために、多くの具体的な詳細を提供する。しかしながら、当業者であれば、本発明の技術的解決手段は、特定の詳細における１つ又は複数なしに実践することができ、又は他の方法、構成要素、装置、ステップなどを採用することもできることは分かるだろう。その他の場合において、本発明の各態様曖昧にすることを避けるために、周知の方法、装置、実施又は動作が詳細に示されていないかまたは説明されていない。

添付図面に示されたブロック図は、機能的エンティティにすぎず、必ずしも物理的に独立したエンティティに対応する必要はない。即ち、これらの機能的エンティティは、ソフトウェアの形で実施されてもよく、又は１つ或いは複数のハードウェアモジュール或いは集積回路で実施されてもよく、又は異なるネットワーク及び／又はプロセッサ装置及び／又はマイクロコントローラ装置で実施されてもよい。

添付図面に示されたフローチャートは、例示的な説明にすぎず、全ての内容及び動作／ステップを含む必要はなく、説明された順序で実行される必要もない。例えば、分解されてもよい動作／ステップもあり、組み合わせるか又は部分的に結合してもよい動作／ステップもあるため、実際の実行順序は実際の状況に応じて変更する可能性がある。

図３は、本発明の一実施例に係る光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法例示的に示す概略図である。

図３に示すように、上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法は、
取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するＳ３０１と、
光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストするＳ３０２と、
ポート識別子に基づいて光制御信号をフィルタリングして、ポート識別子に対応する光制御信号を取得するＳ３０３と、
ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換するＳ３０４と、
電気制御信号をロボットのアクチュエータに送信するＳ３０５と、を含んでもよい。

本例示的な実施形態に係る光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法は、取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換し、光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストし、ポート識別子に基づいて光制御信号をフィルタリングして、ポート識別子に対応する光制御信号を取得し、ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換し、電気制御信号をロボットのアクチュエータに送信する。本発明の実施例によれば、ロボット本体内部の配線の数を減らし、配線の複雑度を低減し、制御システム内部通信の帯域幅及び電磁妨害耐性を改善する。

以下、添付図面及び実施例を参照しがなら、本例示的な実施形態における光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法の各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳ３０１、取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換する。

本例示的な実施形態において、ロボット制御システムとロボットのアクチュエータは受動光伝送システムを介して接続し、ロボット制御システムによりロボットのアクチュエータを制御するための電気制御信号が生成された後、受動光伝送システムを介して電気制御信号を光制御信号に変換する。

本例示的な実施形態において、例えば、上記受動光伝送システムは、光加入者先端局装置（ＯＬＴ、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）であってもよく、その機能は、ブロードキャスト方式でイーサネットデータを光ファイバ通信ネットワークに送信するとともに、光ファイバ通信ネットワークにおける各ユニットに帯域幅を割り当て、即ち、各ユニットのデータ送信開始時間及び送信ウインドウサイズを制御することである。

本例示的な実施形態において、例えば、ＯＬＴは、上記のＯＬＴで構成された光ファイバ通信ネットワークに基づいて、一方では、ロボットのアクチュエータに伝送するように、ロボットの電気制御信号を集約して特定の信号フォーマットに従って光ファイバ通信ネットワークに送り、他方では、ロボットセンサによって収集されたセンシングデータをサービスタイプに応じてロボット制御システムに送る。

本例示的な実施形態において、光搬送波上で電気制御信号を変調して、光制御信号を取得する。

本例示的な実施形態において、例えば、送信部と受信部２つの部分を含むＯＬＴに光モジュールを設置しもよく、ここで、送信部は、ロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するために用いられ、光モジュールは、特定の符号化率が入力されたロボットの電気制御信号を内部の駆動チップで処理してから半導体レーザ又は発光ダイオードを駆動して、対応するレートの変調光制御信号を送信し、その内部には、出力された光信号パワーを安定させるための光パワー自動制御回路が設けられている。受信部は、受信した光信号を電気信号に変換するために用いられ、光モジュールは、入力された特定の符号化率の光信号を光検出ダイオードで電気信号に変換し、続いてプリアンプを経て、対応する符号化率の電気信号を出力する。

ステップＳ３０２、光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストする。

本例示的な実施形態において、例えば、光ファイバ通信ネットワークの下りリンクの下りフレーム時間周期が１２５ｕｓであり、下りレートが１．２４４Ｇｂ／ｓ及び２．４８８Ｇｂ／ｓの光ファイバ通信ネットワークにおいて、各フレームのフレーム長はそれぞれ１９９４０バイト及び３８８８０バイトであり、下りフレームは、ＰＣＢｄドメイン及びＰａｙｌｏａｄドメインで構成され、ここで、ＰＣＢｄドメインは物理制御ブロックであり、Ｐａｙｌｏｎｄはペイロードドメインであり、光ファイバ通信ネットワークに使用される下りレートに関わらず、ＰＣＢｄドメインの長さはいずれも同じで、ペイロードドメインの長さのみ異なり、下り方向において、ＯＬＴは、ブロードキャスト方式でＰＣＢｄドメインメッセージを送信し、各光端末回線装置（ＯＮＵ、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）はいずれもこのメッセージを受信するとともに、対応する動作を実行する。

ステップＳ３０３、ポート識別子に基づいて光制御信号をフィルタリングして、ポート識別子に対応する光制御信号を取得する。

本例示的な実施形態において、光制御信号をフィルタリングする前に、光分配ネットワーク（ＯＤＮ、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が光制御信号に対して分光処理を行う必要があり、ＯＤＮは、ロボット制御システムとロボットのアクチュエータとの間の光チャネルを確立して、ロボット制御システムからロボットのアクチュエータに制御信号を伝送するか、又はロボットセンサによって収集されたセンシングデータをロボット制御システムに伝送するために用いられる。

本例示的な実施形態において、ロボットのアクチュエータに対応するＯＮＵは、光ファイバ通信ネットワーク上でブロードキャストされる光制御信号を選択的に受信し、具体的には、ＯＮＵポートの識別子情報に基づいてブロードキャストされる光制御信号を選択的に受信し、ブロードキャストされる光制御信号からＯＮＵポートに対応する光制御信号を分離することができ、ここで、ＯＮＵポートの識別子情報はロボットのアクチュエータと１対１で対応することにより、ロボットに対する正確な制御を実現する。

ステップＳ３０４、ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換する。

本例示的な実施形態において、ロボットのアクチュエータに対応するＯＮＵは、光制御信号を復調してロボットのアクチュエータに対応する電気制御信号を取得すると、電気信号によりそれと接続するロボットのアクチュエータに制御コマンドを伝送できる。

ステップＳ３０５、電気制御信号をロボットのアクチュエータに送信する。

図４は、本発明の一実施形態に係る光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法を例示的に示す概略図である。

図４に示すように、上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法は、さらにステップＳ４０１〜ステップＳ４０５を含んでもよい。

ステップＳ４０１、取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換する。

本例示的な実施形態において、ロボットは、収集されたセンサデータをロボット制御システムに送信して、ロボット制御システムの分析及び決定に用いられる視覚センサ、スライドセンサ、力覚センサなどのセンサが設置されてもよく、ここで、ロボットに設置される各センサには、いずれも対応するＯＮＵが装備され、センシングデータを光センシングデータに変換する。

ステップＳ４０２、光ファイバ通信ネットワークの上りリンクを介して光センシングデータを送信する。

ステップＳ４０３、予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて光センシングデータをカプセル化して、上り光センシングデータストリームを取得する。

本例示的な実施形態において、ＯＤＮは、ロボットの各センサに対応するＯＮＵから送信された光センシングデータを受信した後、予め設定されたタイムスロット構成フィールドに基づいて光センシングデータをカプセル化し、カプセル化されたデータパケットをＯＬＴに送信する。

本例示的な実施形態において、ロボット光ファイバ通信ネットワークの上りリンクは時分割多重方式でデータを伝送してもよく、ここで、上りリンクは異なるタイムスロットに分割され、下りフレームのｕｐｓｔｒｅａｍ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｍａｐフィールドに基づいて、各ロボットのアクチュエータに対応するＯＮＵ及びセンサに対応するＯＮＵに上りタイムスロットを割り当てることにより、各ＯＮＵは、衝突することなく所定の順序に従って自分のデータを送信することができる。

ステップＳ４０４、上り光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換する。

本例示的な実施形態において、ＯＬＴの受信部は、受信した光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換し、光検出ダイオードで入力された所定符号化率の光センシングデータストリームを電気信号のセンシングデータストリームに変換し、続いてプリアンプを経て、対応する符号化率の電気信号のセンシングデータストリームを出力するために用いられる。

ステップＳ４０５、センシングデータストリームをロボット制御システムに送信する。

なお、上記のステップは、本発明の例示的な実施例による方法を例示的に説明するものにすぎず、それを限定することを意図していない。上記のステップがこれらのステップの時間的順序を示すか又は制限するものではないことは容易に理解できる。また、これらのプロセスが複数のモジュールで同期的又は非同期的に実行されてもよいことも容易に理解できる。

本発明の実施例は、取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換し、そして光ファイバ通信ネットワークの上りリンクを介して光センシングデータを送信し、予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて当該光センシングデータをカプセル化して、上り光センシングデータストリームを取得し、当該光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換した後、ロボット制御システムに送信する。これにより、ロボット本体内部の配線が複雑であるという問題を解決し、制御システム内部通信の帯域幅及び電磁妨害耐性を改善する。

以下、本発明の上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法を実行するための本発明の装置の実施例について説明する。

図５は、本願の一実施例に係る光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット装置の構造を例示的に示す概略図である。

図５に示すように、本発明の実施例は、さらに、第１変換モジュール５０１、ブロードキャストモジュール５０２、フィルタリングモジュール５０３、第２変換モジュール５０４及び第１送信モジュール５０５を含む光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置を提供する。

ここで、第１変換モジュール５０１は、取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するために用いることができる。
ブロードキャストモジュール５０２は、光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して光制御信号をブロードキャストするために用いることができる。
フィルタリングモジュール５０３は、ポート識別子に基づいて光制御信号をフィルタリングし、ポート識別子に対応する光制御信号を取得するために用いることができる。
第２変換モジュール５０４は、ポート識別子に対応する光制御信号を電気制御信号に変換するために用いることができる。
第１送信モジュール５０５は、ポイント制御信号にロボットのアクチュエータに送信するために用いることができる。

本発明の実施例において、第１変換モジュール５０１は、具体的には、光搬送波上で電気制御信号を変調して、光制御信号を取得するために用いられる。

本発明の実施例において、第２変換モジュール５０４は、具体的には、光制御信号を復調して、電気制御信号を取得するために用いられる。

また、本発明の実施例において、図５に示すように、上記光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置は、第３変換モジュール５０６、第２送信モジュール５０７、カプセル化モジュール５０８、第４変換モジュール５０９及び第３送信モジュール５１０を含んでもよい。

ここで、第３変換モジュール５０６は、取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換するために用いることができる。
第２送信モジュール５０７は、光ファイバ通信ネットワークの上りリンクを介して光センシングデータを送信するために用いることができる。
カプセル化モジュール５０８は、予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて光センシングデータをカプセル化し、上り光センシングデータストリームを取得するために用いることができる。
第４変換モジュール５０９は、上り光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換するために用いることができる。
第３送信モジュール５１０は、センシングデータストリームをロボット制御システムに送信するために用いることができる。

本発明の実施例において、第３変換モジュール５０６は、具体的には、センシングデータを光搬送波上で変調して、光センシングデータを取得するために用いられる。

本発明の実施例において、第４変換モジュール５０９は、具体的には、光センシングデータストリームを復調して、センシングデータストリームを取得するために用いられる。

本発明の実施例において、第１変換モジュール５０１は、取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換し、ブロードキャストモジュール５０２は、光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して前記光制御信号をブロードキャストし、フィルタリングモジュール５０３は、ポート識別子に基づいて前記光制御信号をフィルタリングして、前記ポート識別子に対応する光制御信号を取得し、第２変換モジュール５０４は、前記ポート識別子に対応する前記光制御信号を電気制御信号に変換し、第１送信モジュール５０５は、前記電気制御信号を前記ロボットのアクチュエータに送信する。本発明の実施例によれば、ロボット本体内部の配線の数を減少し、配線の複雑度を低減し、制御システム内部通信の帯域幅及び電磁妨害耐性を改善する。

上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置における各モジュールの具体的な詳細については、対応する光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法の説明で既に詳しく説明したため、ここでは説明を省略する。

図６は、本発明の一実施例に係るロボット機器の構造を例示的に示す概略図である。

図６に示すように、本発明の一実施例に係るロボットは、ロボット制御システム６０１、ＯＬＴ６０２、ＯＤＮ６０３、ＯＮＵ６０４、ロボットセンサ６０５、ロボットのアクチュエータ６０６及び光ファイバ通信ネットワーク６０７を含む。

ここで、ロボット制御システム６０１は、ＯＬＴ６０２と信号により接続し、伝送される信号は電気制御信号であってもよく、ＯＬＴ６０２は、ロボット制御システム６０１から伝送された電気制御信号を受信した後、ロボットの電気制御信号を集約して、特定の信号フォーマットに応じて光制御信号を生成し、光ファイバ通信ネットワーク６０７に送り、ＯＤＮ６０３は、光ファイバ通信ネットワーク６０７における光制御信号に対して分光処理を行い、光制御信号をＯＮＵ６０４に割り当て、ロボットのアクチュエータ６０６に対応するＯＮＵ６０４が光ファイバ通信ネットワーク６０７上でブロードキャストされる光制御信号を選択的に受信し、具体的には、ＯＮＵ６０４ポートの識別子情報に基づいてブロードキャストされる光制御信号を選択的に受信し、ブロードキャストされた光制御信号からＯＮＵ６０４ポートに対応する光制御信号を分離し、ここで、ＯＮＵ６０４ポートの識別子情報がロボットのアクチュエータ６０６と１対１で対応することにより、ロボットに対する正確な制御を実現し、ロボットのアクチュエータ６０６に対応するＯＮＵ６０４が光制御信号を復調して、ロボットのアクチュエータ６０６に対応する電気制御信号を取得した後、電気信号によりそれと接続するロボットのアクチュエータに制御コマンドを伝送できる。

本発明の実施例において、ＯＤＮ６０３は、ロボットの各センサ６０５に対応するＯＮＵ６０４から送信された光センシングデータを受信した後、下りフレームのｕｐｓｔｒｅａｍ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｍａｐフィールドに基づいて光センシングデータをカプセル化し、カプセル化されたデータパケットをＯＬＴ６０２に送信し、ＯＬＴ６０２の受信部は、受信した光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換し、光検出ダイオードで入力された特定の符号化率の光センシングデータストリームを電気信号のセンシングデータストリームに変換した後、さらにプリアンプを経て、対応する符号化率の電気信号のセンシングデータストリームを出力し、ロボット制御システム６０１に送信するために用いられる。

本発明の実施例の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット装置の各機能モジュールは、上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法の実施例のステップに対応するため、本発明装置の実施例に開示されない詳細については、本発明の上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法を参照してください。

以下、図７は、本発明の実施例の実現に適用できる電子機器のコンピュータシステムを示す概略構造図である。図７に示した電子機器のコンピュータシステムは１つの例に過ぎず、本発明の実施例の機能及び適用範囲を制限するものではない。

図７に示すように、コンピュータシステムは、記憶ユニットに記憶されているプログラムに基づいて様々な適切な動作及び処理を実行できる中央処理装置（ＣＰＵ）７０１を含み、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）７０２から、又は記憶部７０８からプログラムをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７０３にローディングしてから、記憶ユニットのプログラムを読み込むことができる。ＲＡＭ７０３には、システムの動作に必要な様々なプログラムやデータも記憶されている。ＣＰＵ７０１、ＲＯＭ７０２及びＲＡＭ７０３は、バス７０４を介して互いに接続される。入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース７０５もバス７０４に接続される。

Ｉ／Ｏインタフェース７０５には、キーボード、マウスなどを含む入力部７０６と、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）など、及びスピーカなどを含む出力部７０７と、ハードディスクなどを含む記憶部７０８と、ＬＡＮカード、モデムなどを含むネットワークインタフェースカードの通信部７０９とが接続されている。通信部７０９は、インターネットのようなネットワークを介して通信処理を行う。ドライバ７１０も必要に応じてＩ／Ｏインタフェース７０５に接続される。磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどのようなリムーバブルメディア７１１は、必要に応じてドライブ７１０にインストールされ、それによりリムーバブルメディア７１１から読み出されたコンピュータプログラムを必要に応じて記憶部７０８にインストールしやすい。

特に、本発明の実施例によれば、フローチャートを参照しながら説明した以上のプロセスは、コンピュータソフトウェアプログラムとして実現できる。例えば、本発明の実施例は、コンピュータ可読媒体上に格納されているコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品を含み、前記コンピュータプログラムは、フローチャートに示した方法を実行するためのプログラムコードを含む。このような実施例において、当該コンピュータプログラムは、通信部７０９によってネットワークからダウンロード及びインストールされるか、及び／又はリムーバブルメディア７１１からインストールされてもよい。当該コンピュータプログラムが中央処理装置（ＣＰＵ）７０１によって実行されるとき、本願のシステムで限定された上記機能を実行する。

なお、本発明に示されるコンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体、コンピュータ可読記憶媒体、又は両者の任意の組み合わせであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電気、磁気、光、電磁気、赤外線、又は半導体のシステム、装置、又はデバイス、又はこれらの任意の組み合わせであるが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例は、１つ又は複数のワイヤを有する電気接続、ポータブルコンピュータディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、又はこれらの任意の適切な組み合わせを含むが、これらに限定されない。本発明において、コンピュータ可読記憶媒体は、コマンド実行システム、装置、又はデバイスに使用されるか、又はそれらと組み合わせて使用できるプログラムを含む、又は記憶することができる任意の有形媒体であってもよい。本発明では、コンピュータ可読信号媒体は、ベースバンドに含まれても、搬送波の一部として伝搬されるデータ信号であってもよく、その中にコンピュータ可読プログラムコードが格納される。このような伝搬されるデータ信号は、電磁信号、光信号、又はこれらの任意の適切な組み合わせる様々な形態を用いることができるが、これらに限定されない。また、コンピュータ可読信号媒体は、コマンド実行システム、装置、又はデバイスに使用されるか、又はそれらと組み合わせて使用できるプログラムを送信、伝搬、又は伝送することができる、コンピュータ可読記憶媒体以外の任意のコンピュータ可読媒体であってもよい。コンピュータ可読媒体に含まれるプログラムコードは、無線、ワイヤ、光ファイバーケーブル、ＲＦなど、又はこれらの任意の適切な組合せを含むが、これらに限定されない任意の適切な媒体によって伝送されてもよい。

本願の実施形態は、さらに、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品を提供し、コンピュータプログラムはプログラムコマンドを含み、プログラムコマンドがコンピュータによって実行されるとき、コンピュータが上記の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法を実行する。

上記の実施形態の説明を通して、当業者は、ソフトウェアに一般的なハードウェアプラットフォームを加える方法で各実施形態を実施することができ、もちろんハードウェアで実施できることも明確に理解しているだろう。当業者であれば、上記の実施形態の方法におけるフローの全部又は一部は、コンピュータプログラムを介して関連するハードウェアを命令することにより実現されることができ、前記プログラムはコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができ、当該プログラムは、実行される場合、上記の各方法の実施形態のようなフローを含んでもよいことが理解できるだろう。ここで、前記記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、読み取り専用メモリ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、又はランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）であってもよい。

最後に、上記の実施形態は、本願の技術的解決手段を説明するためのものにすぎず、それを限定するものではなく、本願の思想において、上記の実施形態又は異なる実施形態における技術的特徴は組み合わせてもよく、ステップの実施順序は任意であってもよく、且つ上記のように本願の異なる態様の他の多くの変化もあり、簡潔にするために、それらは詳細に記載されていないことを理解すべきである。上記した実施形態を参照して本願について詳細に説明したが、当業者であれば、上記した実施例に記載の技術的解決手段を修正するか、又は技術的特徴の一部に対して等価置換を行ってもよく、これらの修正又は置換に対応する技術的解決手段の本質が本願の各実施形態の技術的解決手段の範囲から逸脱しないことが理解されたい。

Claims (17)

1. 取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するステップと、
   光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して前記光制御信号をブロードキャストするステップと、
   ポート識別子に基づいて前記光制御信号をフィルタリングして、前記ポート識別子に対応する光制御信号を取得するステップと、
   前記ポート識別子に対応する前記光制御信号を電気制御信号に変換するステップと、
   前記電気制御信号を前記ロボットのアクチュエータに送信するするステップとを含む、ことを特徴とする光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法。
2. 取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換する前記ステップは、
   光搬送波上で前記電気制御信号を変調して、光制御信号を取得するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法。
3. 前記光ファイバ通信ネットワークの下りリンクのフレーム長は１２５ｕｓである、ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法。
4. 前記ポート識別子に対応する前記光制御信号を電気制御信号に変換する前記ステップは、
   前記光制御信号を復調して、電気制御信号を取得するする、ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法。
5. 前記方法は、さらに、
   取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換するステップと、
   前記光ファイバ通信ネットワークの上りリンクを介して前記光センシングデータを送信するステップと、
   予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて前記光センシングデータをカプセル化し、上り光センシングデータストリームを取得するステップと、
   前記上り光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換するステップと、
   前記センシングデータストリームを前記ロボット制御システムに送信するステップとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法。
6. 取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換する前記ステップは、
   前記センシングデータを光搬送波上で変調して、光センシングデータを取得するステップを含む、ことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法。
7. 予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて前記光センシングデータをカプセル化し、上り光センシングデータストリームを取得する前記ステップは、
   下りリンクによって搬送される上り帯域幅割り当てフィールドに基づいて、予め設定された順序に従って前記光センシングデータをカプセル化して、上り光センシングデータストリームを生成するステップを含む、ことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法。
8. 前記上り光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換する前記ステップは、
   前記光センシングデータストリームを復調して、センシングデータストリームを取得するステップを含む、ことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御方法。
9. 取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換するための第１変換モジュールと、
   光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して前記光制御信号をブロードキャストするためのブロードキャストモジュールと、
   ポート識別子に基づいて前記光制御信号をフィルタリングして、前記ポート識別子に対応する光制御信号を取得するためのフィルタリングモジュールと、
   前記ポート識別子に対応する前記光制御信号を電気制御信号に変換するための第２変換モジュールと、
   前記電気制御信号を前記ロボットのアクチュエータに送信するための第１送信モジュールとを含む、ことを特徴とする光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置。
10. 前記第１変換モジュールは、具体的には、光搬送波上で前記電気制御信号を変調して、光制御信号を取得するために用いられる、ことを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置。
11. 前記第２変換モジュールは、具体的には、前記光制御信号を復調して、電気制御信号を取得するために用いられる、ことを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置。
12. 前記装置は、さらに、
    取得されたセンシングデータを光センシングデータに変換するための第３変換モジュールと、
    前記光ファイバ通信ネットワークの上りリンクを介して前記光センシングデータを送信するための第２送信モジュールと、
    予め設定されたタイムスロット構成情報に基づいて前記光センシングデータをカプセル化し、上り光センシングデータストリームを取得するためのカプセル化モジュールと、
    前記上り光センシングデータストリームをセンシングデータストリームに変換するための第４変換モジュールと、
    前記センシングデータストリームを前記ロボット制御システムに送信するための第３送信モジュールとを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置。
13. 前記第３変換モジュールは、具体的には、前記センシングデータを光搬送波上で変調して、光センシングデータを取得するために用いられる、ことを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置。
14. 前記第４変換モジュールは、具体的には、前記光センシングデータストリームを復調して、センシングデータストリームを取得するために用いられる、ことを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバ通信ネットワークに基づくロボット制御装置。
15. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを記憶するように設置される、ことを特徴とする記憶媒体。
16. 処理ユニットと、
    前記処理ユニットの実行可能なコマンドを記憶するように設置される記憶ユニットを含み、
    ここで、前記処理ユニットは、前記実行可能なコマンドを実行することにより、
    取得されたロボットの電気制御信号を光制御信号に変換する動作と、
    光ファイバ通信ネットワークの下りリンクを介して前記光制御信号をブロードキャストする動作と、
    ポート識別子に基づいて前記光制御信号をフィルタリングして、前記ポート識別子に対応する光制御信号を取得する動作と、
    前記ポート識別子に対応する前記光制御信号を電気制御信号に変換する動作と、
    前記電気制御信号を前記ロボットのアクチュエータに送信する動作とを実行するように構成される、ことを特徴とする電子機器。
17. 不揮発性コンピュータ可読記憶媒体上に記憶され、プログラムコマンドを含むコンピュータプログラムを含み、前記プログラムコマンドがコンピュータによって実行されるとき、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法を前記コンピュータに実行させる、ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。

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