[發明專利]一種組件化的智能機器人系統構建開發方法

在審

• 申請號: 202211313327.5
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115599061A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 程良倫;蔡明昕;王濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;廣東能哥知識科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 四川省方圓智云知識產權代理事務所(普通合伙) 51368
• 代理人: 王悅

1.一種組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：定義機器人系統各類組件模型，搭建機器人系統組件庫；

S2：對功能塊進行形式化驗證；

S3：在分布式應用程序設計時，將圖形化的功能塊進行組合，生成機器人控制任務；

S4：在底層設備運行時，功能塊調用第三方庫，編譯生成機器人控制組件；

S5：在本機上運行底層設備運行時，并將分布式應用設計時生成的機器人控制任務通過TCP/IP協議下發底層設備運行時中，生成機器人控制應用程序；

S6：在可視化界面中對應用程序進行功能性驗證；

S7：在模型檢測工具中對應用程序進行形式化驗證；

S8：搭建三維仿真平臺并在仿真環境下進行驗證；

S9：在機器人的上位機中運行基于IEC61499標準的底層設備運行時；

S10：分布式應用程序設計時將機器人控制任務通過TCP/IP協議下發到機器人上位機的底層設備運行時；

S11：啟動機器人控制應用程序，智能機器人本體響應控制任務。

2.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S1具體步驟為將機器人控制系統分解成各個服務組件，根據需要的服務開發符合IEC 61499標準的功能塊組件，搭建機器人系統組件庫；

所述S2的具體步驟為每個功能塊進行形式化建模，并驗證每個功能塊的執行，根據驗證結果修改功能塊；

所述S3的具體步驟為采用軟件組件的思想，以功能塊為基礎單元定義行為，并以功能塊網絡的形式構筑完整的控制應用。

3.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S4具體步驟為機器人系統組件庫的功能塊采用動態鏈接的方式調用第三方庫，完成感知、規劃、控制、通信等功能。

4.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S5包括以下子步驟：

S51：底層設備運行時執行IEC 61499標準，提供應用程序運行的系統環境以及數據交互通信；

S52：分布式應用程序設計時將設計好的機器人控制任務和控制邏輯通過TCP/IP協議部署到底層設備運行時中，底層設備運行時根據控制任務和控制邏輯調用功能塊組件，生成機器人控制應用程序。

5.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S6具體為針對具體型號的機器人進行配置，生成配置文件，并在可視化界面下對應用程序進行功能性驗證，根據驗證結果修改功能塊網絡。

6.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S7具體為

S71：將每個形式化模型與每個功能塊關聯起來，并將它們組合起來；

S72：在形式化模型下驗證功能塊網絡的執行情況，完成應用程序的非功能性驗證；

S73：根據驗證結果修改功能塊網絡。

7.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S8具體為使用三維仿真平臺構建三維仿真場景，模擬實際的應用場景，應用程序在底層設備運行時上運行，在仿真場景下進行仿真驗證，根據驗證結果修改功能塊或功能塊網絡；

8.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S9具體為機器人的上位機中預先運行底層設備運行時執行IEC 61499 標準，用于提供應用程序運行的系統環境以及數據交互通信。

9.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S10具體為通過網絡將功能塊網絡段下載到上位機中，底層設備運行時負責執行下載的功能塊網絡段，各運行時之間通過通信功能塊相互通信。

10.根據權利要求1所述的組件化的智能機器人系統構建開發方法，其特征在于，所述S11包括以下子步驟：

S111：智能機器人根據應用程序，采用多種通信協議；

S112：采集攝像頭的圖像數據和讀取機器人的狀態信息，并輸出機器人的控制信號，控制機器人本體執行特定的任務。