[發明專利]一種針對分布式機器人集群的層次化時序屬性監控方法

在審

• 申請號: 202011183839.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112148565A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 董威;胡馳;史浩;尹良澤;陳立前;文艷軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F11/30
• 分類號: G06F11/30
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 劉暢舟

1.一種針對分布式機器人集群的層次化時序屬性監控方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1)配置部署分布式節點監控器：在分布式機器人集群中的各個機器人節點上部署分布式節點監控器，通過各分布式節點監控器分別運行預設的監控腳本獲得去中心化的集群數據，所述去中心化的集群數據包括機器人操作系統在資源層、通信層、單個機器人層在高層屬性規約層面涉及的事件和命題的數據；

S2)根據屬性規約生成數據接口映射：對去中心化的集群數據進行組幀和封裝，形成數據接口，形成數據接口具體包括：將機器人的復雜安全性質規約分解，根據所涉及到的數據項信息生成分布式監控器的數據接口列表；

S3)綁定節點生成監控客戶端：根據每個機器人節點的識別序號ID將數據接口列表中的數據接口和各個機器人節點對應的分布式節點監控器進行動態綁定，然后以多線程TCP協議的方式傳輸各個數據接口的數據流到分布式機器人集群服務器；

S4)自動生成中心監控器并實時判決給定規約的滿足或違反：分布式機器人集群服務器生成中心監控器，通過中心監控器對接收的每一幀數據進行規約解析得到結構化規約語言MTL3-RMoM的原子命題，按照結構化規約語言MTL3-RMoM時序邏輯解算算法生成監控器并得到屬性規約是否被滿足的判決結果；

S5)顯示判決結果并反饋到相應的機器人節點：在中心監控器實時顯示判決結果，針對違反性質的判決結果，根據對應的識別序號ID找到機器人節點并實時反饋違反信息給對應的分布式節點監控器。

2.根據權利要求1所述的針對分布式機器人集群的層次化時序屬性監控方法，其特征在于，步驟S4)中所述結構化規約語言MTL3-RMoM的語法表達式如下所示：

上式中，P_Atom為原子命題，為全稱量詞，為性質公式1，為性質公式2，U_I為until算子，表示在性質2發生之前的時間區間I以內都保持性質1。

3.根據權利要求1所述的針對分布式機器人集群的層次化時序屬性監控方法，其特征在于，步驟S1)中，所述預設的監控腳本通過狀態和事件的數據接口利用機器人操作系統中的Subscriber()函數訂閱感興趣的話題，狀態和事件的數據接口為從給定的結構化規約語言MTL3_RMoM集群性質規約得到的數據映射接口。

4.根據權利要求1所述的針對分布式機器人集群的層次化時序屬性監控方法，其特征在于，步驟S4)具體包括以下步驟：

S41)根據當前幀數據以及由結構化規約語言MTL3-RMoM的語法中的基礎算法推導得出集群性質的算子得到原子命題，集群性質的算子語法表達式如下所示：

上式中，S代表集群的ID，r代表機器人個體的ID，由s0和r0表示具體的集群和機器人ID實例；

S42)將結構化規約語言MTL3-RMoM的規約文件進行解析得到性質公式；

S43)利用MTL的監控器算法構造方法，根據原子命題和性質公式計算生成監控器并得到屬性規約是否被滿足的判決結果。

5.根據權利要求4所述的針對分布式機器人集群的層次化時序屬性監控方法，其特征在于，步驟S43)具體包括以下步驟：

S431)將性質公式中的原子命題進行真值賦值；

S432)解析性質公式中的算子，代入原子命題真值進行算法計算得到新的算子；

S433)根據各個算子的算法構造方式將性質公式解構為算法模塊并計算出最終判決結果。