開(kāi)放式機(jī)器人智體

1、開(kāi)放式機(jī)器人智體摘要：針對(duì)機(jī)器人功能的更新、修改、晉級(jí)、維護(hù)等工作，普遍只能采用離線、靜態(tài)方式進(jìn)展的問(wèn)題，將“軟件人引入機(jī)器人平臺(tái)中，搭建了以宿主“軟件人為管理中心的機(jī)器人系統(tǒng)架構(gòu)，并重點(diǎn)對(duì)宿主“軟件人進(jìn)展了研究。首先，構(gòu)造了宿主“軟件人的體系構(gòu)造；然后，提出了宿主“軟件人知識(shí)行為一體化描繪模型，并對(duì)其知識(shí)模型進(jìn)展了基于數(shù)據(jù)構(gòu)造的構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)，對(duì)其主要效勞類行為給出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及算法的參考實(shí)現(xiàn)；最后，句子不通順，前面說(shuō)平臺(tái)，后面是系統(tǒng)，將平臺(tái)和系統(tǒng)合一嗎請(qǐng)核實(shí)描繪，此句中的機(jī)器人平臺(tái)改為機(jī)器人系統(tǒng)。將引入宿主“軟件人的機(jī)器人系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中的“軟件人系統(tǒng)進(jìn)展合一，經(jīng)測(cè)試，機(jī)器人功能的在線、動(dòng)

2、態(tài)更替獲得成功，什么意義，且此句過(guò)于抒情，摘要應(yīng)簡(jiǎn)潔明了將引入宿主軟件人的意義得以實(shí)現(xiàn)“這句去掉。同時(shí)也驗(yàn)證了對(duì)宿主“軟件人設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)方法的正確性和可行性。關(guān)鍵詞：機(jī)器人；宿主“軟件人； 知行模型；“軟件人系統(tǒng)；合一系統(tǒng)中圖分類號(hào)： TP181 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A英文摘要Abstract：To solve the problems of updating， modifying， upgrading and maintaining the function of robot by offline and static method， SoftMan was introduced for robot

3、platform， and the architecture of robot system， whose managing center is host SoftMan， was built. The host SoftMan was mainly researched. Firstly， the architecture of host SoftMan was constructed. Then the descriptive unification model of knowledge and behavior of host SoftMan was put forward， the k

4、nowledge model was constructed and implemented based on data structure， and the design specifications and reference realization of the algorithm were given for its main service behaviors. Finally， the robot system was unified with the SoftMan system. Through the test， the function of robot was succe

5、ssfully replaced online and dynamically， implementing the meaning of the introduction of host SoftMan and verifying the correctness and feasibility of the method of designing and implementing the host SoftMan.英文關(guān)鍵詞Key words：robot； host SoftMan； model of knowledge and behavior； SoftMan system； syncre

6、tic system0 引言“軟件人知識(shí)模型SoftMan KnowLedgebase Model，SMKM定義為一個(gè)三元組14：SMKM=Data， Type， Relation。1Data為“軟件人知識(shí)的數(shù)據(jù)部分，表述為一個(gè)三元組：Data=DataType， DataContent， DataLen其中： DataType表示數(shù)據(jù)類型，DataContent表示數(shù)據(jù)內(nèi)容，DataLen表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。2Type為本“軟件人知識(shí)節(jié)點(diǎn)的邏輯類型，即資源類型知識(shí)節(jié)點(diǎn)或?qū)傩灶愋椭R(shí)節(jié)點(diǎn)。3Relation用于描繪本知識(shí)節(jié)點(diǎn)與其子節(jié)點(diǎn)之間的模糊關(guān)聯(lián)，表示為：Relation=SubSKMi， tVa

7、luei， fValuei；0in其中：tvaluei表示第i個(gè)子知識(shí)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于本節(jié)點(diǎn)的隸屬度， fvaluei表示第i個(gè)子知識(shí)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于本節(jié)點(diǎn)的假隸屬度14?！败浖酥R(shí)模型SMKM主要是由以下4個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)造來(lái)構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)的。1枚舉類型SMKMType表示“軟件人知識(shí)Data部分的DataType，其成員包括：無(wú)數(shù)據(jù)類型smkm_no_type， 整數(shù)類型smkm_int_type， 浮點(diǎn)類型smkm_float_type，字符串類型smkm_str_type， 構(gòu)造體類型smkm_struct_type， 鏈表類型smkm_list_type。2枚舉類型SMKMLogicType表示“軟件人知

8、識(shí)Type部分的邏輯類型，其成員包括：資源類型smkm_logic_res_type， 屬性類型smkm_logic_attr_type。3構(gòu)造體smkmTerm表示“軟件人知識(shí)的根本構(gòu)造元素，其成員包括：smkmType表示“軟件人知識(shí)Data部分的DataType，*p表示“軟件人知識(shí)Data部分的DataContent，len表示“軟件人知識(shí)Data部分的DataLen，logicType標(biāo)明“軟件人知識(shí)的邏輯類型Type，wMs和wUnMs表示本知識(shí)節(jié)點(diǎn)與其父節(jié)點(diǎn)的模糊關(guān)聯(lián) 。4構(gòu)造體smkmStructType為軟件人知識(shí)根本構(gòu)造元素提供了一種靈敏的組裝方式。根據(jù)以上對(duì)“軟件人知識(shí)模

9、型與其數(shù)據(jù)構(gòu)造的定義與說(shuō)明，對(duì)圖3左邊宿主“軟件人的知識(shí)庫(kù)Knowledge Base部分進(jìn)展實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)示意圖如圖4所示。行為集Behaviors的實(shí)現(xiàn)邏輯與此類似，不再詳細(xì)贅述。圖4頂層方框表示要描繪的是知識(shí)Data部分的DataType為構(gòu)造體類型smkm_struct_type的知識(shí)節(jié)點(diǎn)“HostSoftMan。第二層左分支方框描繪的是“軟件人名稱，名稱的數(shù)據(jù)類型為字符串類型smkm_str_type；LogicType=smkm_logic_res_type說(shuō)明該“軟件人知識(shí)的邏輯類型為資源類型；*p表示名稱的數(shù)據(jù)內(nèi)容為“HostSoftMan；len=11說(shuō)明名稱的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為11個(gè)

10、字符；wMs=1、wUnMs是否應(yīng)為wUnMs，圖中表述為wUnMs將wUnM改為wUnMs=0說(shuō)明與其父節(jié)點(diǎn)隸屬度為1、假隸屬度為0。第二層右分支方框枚舉了圖3宿主“軟件人知識(shí)庫(kù)Knowledge Base的下層組成要素名稱及個(gè)數(shù)。由*p可看出組成知識(shí)庫(kù)要素的數(shù)據(jù)名稱分別為Node Data、Message Buffer、Host Abstract 和InitROT， 枚舉類型SMKMType的數(shù)據(jù)類型為字符串類型smkm_str_type；len=4說(shuō)明組成要素?cái)?shù)據(jù)個(gè)數(shù)為4；wMs=1、wUnMs=0說(shuō)明與其父節(jié)點(diǎn)隸屬度為1、假隸屬度為0。對(duì)圖4中第三層與第四層的理解可分別參照對(duì)頂層和第二

11、層的解釋，不再贅述。效勞類行為集SrvBehs是與宿主“軟件人的職能所對(duì)應(yīng)的，因篇幅有限，本節(jié)選取其效勞類行為集SrvBehs中典型的信道建立行為CreateChannelBeh和節(jié)點(diǎn)容錯(cuò)行為FaultToleranceBeh進(jìn)展相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及算法的參考實(shí)現(xiàn)。1 信道建立行為CreateChannelBeh?！败浖酥g通過(guò)消息傳遞進(jìn)展交互21，因此，在機(jī)器人平臺(tái)中擔(dān)當(dāng)守護(hù)、信息處理角色的宿主“軟件人需先創(chuàng)立通信信道。在嵌入式Linux系統(tǒng)中，支持多種進(jìn)程間通信InterProcess munication，IPC，常用的IPC方式有：共享內(nèi)存、信號(hào)量、管道、消息隊(duì)列、socket等。本文選取

12、socket作為進(jìn)程間通信的方式，建立機(jī)器人平臺(tái)上的通信信道。信道建立后，宿主“軟件人可為機(jī)器人端提供消息守護(hù)功能。節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的附體“軟件人能通過(guò)信道與宿主“軟件人進(jìn)展通信，同時(shí)，“軟件人平臺(tái)上的消息節(jié)點(diǎn)也能通過(guò)連接該信道與機(jī)器人平臺(tái)上的“軟件人進(jìn)展通信。宿主“軟件人消息守護(hù)流程如圖5所示。2 節(jié)點(diǎn)容錯(cuò)行為FaultToleranceBeh。容錯(cuò)機(jī)制是系統(tǒng)可靠性的一種保證。宿主“軟件人作為機(jī)器人系統(tǒng)的守衛(wèi)者和管理者，關(guān)鍵是要保障機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行。因此，需討論宿主“軟件人為使系統(tǒng)可靠運(yùn)行而提供的容錯(cuò)行為。對(duì)于宿主“軟件人的容錯(cuò)行為，首先需要能為異常完畢的附體“軟件人提供重新啟動(dòng)的功能。宿主“軟件人處理附體“軟件人進(jìn)程退出信號(hào)過(guò)程如圖6所示。在宿主“軟件人監(jiān)聽(tīng)到附體“軟件人退出時(shí)，通過(guò)查看“軟件人狀態(tài)來(lái)判斷是否有異常。假設(shè)已申請(qǐng)退出，那么宿主“軟件人釋放維護(hù)的相關(guān)信息；否那么認(rèn)為該“軟件人進(jìn)程為異常退出，重新啟動(dòng)附體“軟件人。當(dāng)宿主“軟件人接收到操作系統(tǒng)內(nèi)核傳來(lái)的信號(hào)時(shí)，附體“軟件人進(jìn)程已經(jīng)完畢，且尚未處理的輸入消息也將喪失。假設(shè)