[發明專利]一種機器人應用在線仿真和遠程驗證的系統與方法

有效

• 申請號: 201410238305.6
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104007974B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 李晶晶;魯珂;吳少智
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F9/455
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司11249
• 代理人: 宋敏

技術領域

本發明涉及機器人仿真領域，具體地，涉及一種機器人應用在線仿真和遠程驗證的系統與方法。

背景技術

機器人控制應用通常會按照軟件工程的一般流程進行開發，典型的開發過程中包含了設計，編碼和測試。但是與一般計算機應用不同，機器人控制程序的測試往往會涉及到大量的傳感器，運動模塊以及需要應對復雜的現實場景，所以，機器人應用的測試是一個耗費大量時間和精力的過程。另一方面，由于機器人系統的復雜性，導致其成本昂貴，一般的機器人愛好者和學生群體無力承擔其硬件成本，在一定程度上阻礙了機器人應用的開發和相關領域的發展。鑒于此，很多機器人開發商在發布其硬件產品和對應操作系統時，往往會提供一個可視化的機器人應用仿真程序，開發者完成其應用的編碼后，首先可以通過仿真程序直觀地檢驗應用程序的業務邏輯是否正確，仿真程序的出現，為開發者提供了極大的便利。但是，由于各個廠商之間的利益爭執和不同平臺的限制，導致每個廠商提供的仿真程序在某一方面都有很大的局限性，比如對操作系統的限制，對開發語言的限制和對具體硬件產品的限制等等。另一種情況，現代的軟件開發已經遠遠不是一個人可以獨自完成的，團隊協作是現代軟件開發中避不開的問題，以小組競賽為例，由于團隊要開發同一個應用，所以他們各自的開發環境必須要保持一致，并且在切換計算機后需要重新部署開發環境，這降低了團隊的開發效率。

更進一步，仿真程序雖然為開發者提供了便利，但因為實際的機器人面對的是動態變化的復雜的現實環境，而仿真程序中提供的通常都是指定的靜態的環境，在仿真中健壯運行的程序可能在現實中出錯。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種機器人應用在線仿真和遠程驗證的系統與方法，通過在線平臺，打破機器人應用開發中依賴開發環境的桎梏；通過遠程驗證系統，消弭仿真程序應對實際環境時的固有缺陷。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種機器人應用在線仿真和遠程驗證的系統，包括

在線仿真子系統和遠程驗證子系統，所述在線仿真子系統包括在線控制單元、第一Web服務單元和仿真執行單元；所述遠程驗證子系統包括遠程交互單元、第二Web服務單元和遠程驗證執行單元；

所述第一Web服務單元和仿真執行單元采用分層結構；

所述在線控制單元是用戶和系統的交互接口，用戶通過在線控制單元提交任務，控制仿真參數和查看仿真結果；

所述第一Web服務單元用于在服務器端處理上述在線控制單元的請求，當接收到仿真請求時，第一Web服務單元首先啟動一個執行單元的實例，并將在線控制單元提供的場景圖像和仿真參數傳遞給該實例，該實例會維護一個用于保存仿真結果的數據結構，當該數據結構中的信息發生更新時，執行單元會將該數據結構傳遞給第一web服務單元的數據緩沖區；

所述仿真執行單元定時讀取第一Web服務單元數據緩沖區中的值，并根據數據緩沖區中的值中的位置信息和速度信息通過瀏覽器窗口繪制仿真動畫；

所述遠程交互單元是提供給開發者的人機交互接口，開發者可通過遠程交互單元提交自己的任務和觀看任務遠程執行結果的視頻；

所述第二Web服務單元主要接收來自遠程交互單元的請求，并對請求進程甄別，將合理的請求插入到驗證執行單元所維護的任務隊列中，當遠程交互單元發出查看驗證結果的請求時，第二Web服務單元完成流媒體服務器功能；

所述遠程驗證執行單元：維護任務隊列，當任務隊列不為空時，將隊首的任務下載到硬件單元的機器人中執行，并管理若干個部署在遠程執行環境中的攝像頭，通過這些攝像頭捕獲機器人的行為和動作，遠程的機器人硬件執行完程序后，遠程驗證執行單元將結果插入到第二Web服務單元的數據庫中。

根據本發明的優選實施例，所述第一Web服務單元和第二Web服務單元集成為一個Web服務單元。

根據本發明的優選實施例，所述在線控制單元和遠程交互單元均可利用在線網頁或者移動APP實現。

根據本發明的優選實施例，所述數據結構包含了仿真的坐標信息，移動速度信息，轉動角度信息和傳感器的值。?

同時本發明技術方案公開一種機器人應用在線仿真和遠程驗證的方法，包括在線仿真和遠程驗證；

Web服務單元集成了第一Web服務單元和第二Web服務單元；