CN114819483A - 一种面向工业机器人的柔***编排***及其方法 - Google Patents

一种面向工业机器人的柔***编排***及其方法 Download PDF

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Abstract

一种面向工业机器人的柔***编排***及其方法，该***包括包括ESB总线、拖拽服务编排前端、路由规则生成处理模块、服务节点信息数据库等，ESB总线分别与拖拽服务编排前端、路由规则生成处理模块、服务节点信息数据库及服务注册模块相连，拖拽服务编排前端与路由规则生成处理模块相连，路由规则生成处理模块与服务节点信息数据库相连，服务节点信息数据库与服务注册模块相连，服务注册模块分别与物理资源控制HTTP服务器、服务资源模块相连，服务资源模块与物理资源控制HTTP服务器相连；ESB总线内布置有路由引擎及Java虚拟机。还包括一种面向工业机器人的柔***编排方法。本发明通过实现Processor的业务逻辑动态可控，达到柔性动态编排的目的。

Description

一种面向工业机器人的柔***编排***及其方法
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，具体是涉及一种面向工业机器人的柔***编排***及其方法。
背景技术
现有机器人控制***多是采用封闭式体系结构的信息孤岛，如何利用工业机器人中间件技术融合分布式异构资源，降低***耦合、提高其控制***的开放性和智能化水平，是工业机器人产业发展所急需解决的瓶颈问题。为了提升工业机器人的开发效率，SOA架构逐渐应用工业现场中。以SOA方案为例，机器人厂商以WebService方式，提供设备的远程操控接口,并注册到企业服务总线(Enterprise Service Bus，ESB)，实现对接口服务的统一集中注册、监控等方面的管理，实现对硬件服务应用的梳理、封装、共享和复用。
一些工业场景下，多种机器人协同控制是非常复杂，他们之间控制是相对封闭的，如何做到统一调配控制和快速开发显得极为重要。目前对工业现场业务流程的开发仍然需要专业的开发人员进行编程，做不到远程在线做到柔性编程，尤其是在业务流程需要改变的情况下。随着目前人工智能的快速发展，各种应用到工业机器人的算法更加丰富，比如轨迹规划、目标定位和图像检测等等常见算法，这些算法结合工作站的机器人控制逻辑来实现一些业务场景是非常普遍的，不同的场景需要随时替换不同的算法，这是柔性在线编排能使得开发效率得到极大提升。
目前现状是，由于目前的服务编排基本局限于一些固定的领域，并且服务的业务处理逻辑需要提前在应用程序中编写好对应的业务逻辑类，导致不能实现真正意义上的柔线动态编排，只是实现提前在***中准备好服务组合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种面向工业机器人的柔***编排***及其方法，实现Processor的业务逻辑动态可控，达到柔性动态编排的目的。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种面向工业机器人的柔***编排***，包括ESB总线、拖拽服务编排前端、路由规则生成处理模块、服务节点信息数据库、服务注册模块、物理资源控制HTTP服务器和服务资源模块，ESB总线分别与拖拽服务编排前端、路由规则生成处理模块、服务节点信息数据库及服务注册模块相连，拖拽服务编排前端与路由规则生成处理模块相连，路由规则生成处理模块与服务节点信息数据库相连，服务节点信息数据库与服务注册模块相连，服务注册模块分别与物理资源控制HTTP服务器、服务资源模块相连，服务资源模块与物理资源控制HTTP服务器相连；ESB总线内布置有路由引擎及Java虚拟机；
所述拖拽服务编排前端用于将注册到ESB总线上的不同服务应用通过图形拖拽的形式根据要实现的功能进行编排，生成编排规则；
所述路由规则生成处理模块用于将拖拽服务编排前端生成的编排规则进行解析，生成路由引擎对应的路由规则，并根据服务编排规则中使用的服务节点信息生成每个服务节点对应字符串形式的Processor类，将生成的Processor类动态注入到正在运行的Java虚拟机中；
所述物理资源控制HTTP服务器用于部署工业机器人的相关服务应用；
所述服务注册模块用于将物理信息控制模块内、云端算法模块内及公用服务模块内的服务节点注册到ESB总线；
所述服务节点信息数据库用于存储注册后的服务节点。
进一步，所述物理信息控制模块内包含机器人硬件控制服务，机器人硬件控制服务包括上电服务、点到点运动、IO读取、IO设置、关节运动、获取设备状态。
进一步，所述云端算法模块内包含云端算法服务，云端算法服务包括图像检测算法、正逆动力学算法、轨迹规划算法、目标定位算法。
进一步，所述公用服务模块包括延时模块、条件判断模块。
进一步，所述服务节点信息数据库存储的信息包含服务名称，调用地址，服务输入输出参数，服务版本描述信息。
一种面向工业机器人的柔***编排方法，包括以下步骤：
步骤S1：物理信息控制模块挂载到HTTP服务器，并将物理信息控制模块内的机器人硬件控制服务作为服务应用注册到ESB总线，同时存入服务节点信息数据库；
步骤S2：云端算法模块和公共服务模块内的服务节点作为服务应用注册到ESB总线，并存入服务节点信息数据库；
步骤S3：拖拽服务编排前端将注册到ESB总线上的不同服务应用根据要实现的功能进行编排，生成服务编排规则；
步骤S4：路由规则生成处理模块对服务编排规则进行解析，生成路由引擎需要的路由规则，路由引擎从服务节点信息数据库查询服务编排规则中使用的服务节点信息，根据服务编排规则中使用的服务节点信息生成每个服务节点对应字符串形式的Processor类，将生成的Processor类动态注入到正在运行的Java虚拟机中，并将每个服务节点对应的字符串形式的Processor类存入服务节点信息数据库中；
步骤S5：用户通过客户端向ESB总线请求基于服务编排规则的新服务，ESB总线根据路由规则启动相应的编排服务来实现对应的业务流程。
进一步，所述步骤S3中，服务应用注册到ESB总线后，拖拽服务编排前端通过查询所有服务列表，用于服务编排时服务选择；服务列表内包括所有注册到ESB总线的服务应用。
进一步，所述步骤S3中，服务编排规则是指关于服务接口调用顺序与参数的编排规则，编排规则采用xml或json格式的标记语言进行描述。
进一步，所述步骤S5中，基于服务编排规则的新服务是指根据服务编排规则将物理信息控制模块、云端算法模块和公用服务模块中的服务节点组合成新的服务应用或一个完整的业务执行逻辑服务。
进一步，所述步骤S5的具体过程为：用户通过浏览器或者其他可调用URL地址的客户端向ESB总线访问基于服务编排规则的新服务，ESB总线按照服务编排规则通过路由引擎对各服务接口进行依次调用。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明通过编排规则生成路由规则，将每个服务节点对应Processor类以对应字符串形式来动态注入到正在运行的Java虚拟机中，在不同的业务逻辑中，通过Processor类对应的字符串节点信息来调用Processor类，从而实现这个Processor的业务逻辑动态可控，达到柔性动态编排的目的，实现工业现场在分布式异步资源下快速柔性开发。
附图说明
图1是本发明实施例之面向工业机器人的柔***编排***的结构示意图。
图2是本发明实施例之面向工业机器人的柔***编排方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种面向工业机器人的柔***编排***的示意图，该***适用于执行本发明任意实施例提供的方法。本实施例之面向工业机器人的柔***编排***包括ESB总线、拖拽服务编排前端、路由规则生成处理模块、服务节点信息数据库、服务注册模块、物理资源控制HTTP服务器和服务资源模块，ESB总线分别与拖拽服务编排前端、路由规则生成处理模块、服务节点信息数据库及服务注册模块相连，拖拽服务编排前端与路由规则生成处理模块相连，路由规则生成处理模块与服务节点信息数据库相连，服务节点信息数据库与服务注册模块相连，服务注册模块分别与物理资源控制HTTP服务器、服务资源模块相连，服务资源模块与物理资源控制HTTP服务器相连。
其中，服务资源模块包括物理信息控制模块，云端算法模块和公用服务模块，物理信息控制模块与物理资源控制HTTP服务器相连，云端算法模块、公用服务模块分别与服务注册模块相连。
物理信息控制模块内包含机器人硬件控制服务，机器人硬件控制服务包括上电服务、点到点运动、IO读取、IO设置、关节运动、获取设备状态等。云端算法模块内包含云端算法服务，云端算法服务可以是部署在云端服务器(如阿里服务器、腾讯云服务器等)的一些算法组件，如图像检测算法、正逆动力学算法、轨迹规划算法、目标定位算法等。
公用服务模块包括延时模块、条件判断模块等。
机器人硬件控制服务内的上电服务、点到点运动、IO读取、IO设置、关节运动、获取设备状态等，云端算法服务内的图像检测算法、正逆动力学算法、轨迹规划算法、目标定位算法等，公用服务模块内的延时模块、条件判断模块等均为服务节点。
ESB总线内布置有路由引擎及Java虚拟机，本实施例中，路由引擎为Apache Camel路由引擎。
拖拽服务编排前端用于将注册到ESB总线上的不同服务应用通过图形拖拽的形式根据要实现的功能进行编排，生成编排规则。
路由规则生成处理模块用于将拖拽服务编排前端生成的编排规则进行解析，生成路由引擎对应的路由规则，并根据服务编排规则中使用的服务节点信息生成每个服务节点对应字符串形式的Processor类，将生成的Processor类动态注入到正在运行的Java虚拟机中。
物理资源控制HTTP服务器用于部署工业机器人的相关服务应用,这里可以有多个服务器，用于不同机器人或者不同工作站点下机器人的服务应用挂载。
服务注册模块用于将物理信息控制模块内、云端算法模块内及公用服务模块内的服务节点注册到ESB总线。
服务节点信息数据库用于存储注册后的服务节点，服务节点信息数据库存储的信息包含服务名称，调用地址，服务输入输出参数，服务版本描述信息等。
参照图2，本发明实施例之面向工业机器人的柔***编排方法包括，包括以下步骤：
步骤S1：物理信息控制模块挂载到HTTP服务器，并将物理信息控制模块内的机器人硬件控制服务作为服务应用注册到ESB总线，同时存入服务节点信息数据库；
步骤S2：云端算法模块和公共服务模块内的服务节点作为服务应用注册到ESB总线，并存入服务节点信息数据库；
步骤S3：拖拽服务编排前端将注册到ESB总线上的不同服务应用根据要实现的功能进行编排，生成服务编排规则；
步骤S4：路由规则生成处理模块对服务编排规则进行解析，生成Apache Camel路由引擎需要的路由规则，路由引擎从服务节点信息数据库查询服务编排规则中使用的服务节点信息，根据服务编排规则中使用的服务节点信息生成每个服务节点对应字符串形式的Processor类，并利用Java代码动态加载到正在运行的Java虚拟机中的原理，将生成的Processor类动态注入到正在运行的Java虚拟机中，并将每个服务节点对应的字符串形式的Processor类存入服务节点信息数据库中；
步骤S5：用户通过客户端向ESB总线请求基于服务编排规则的新服务，ESB总线根据路由规则启动相应的编排服务来实现对应的业务流程。
步骤S3中，服务应用注册到ESB总线后，拖拽服务编排前端通过查询所有服务列表，用于服务编排时服务选择，服务列表内包括所有注册到ESB总线的服务应用。
步骤S3中，服务编排规则是指关于服务接口调用顺序与参数的编排规则，编排规则采用xml或json格式的标记语言进行描述。
步骤S5中，基于服务编排规则的新服务是指根据服务编排规则将物理信息控制模块、云端算法模块和公用服务模块中的服务节点组合成新的服务应用或一个完整的业务执行逻辑服务。
步骤S5的具体过程为：用户通过浏览器或者其他可调用URL地址的客户端向ESB总线访问基于服务编排规则的新服务，ESB总线按照服务编排规则通过路由引擎对各服务接口进行依次调用。
Apache Camel路由引擎在实现具体某个业务路由时，需要通过串联各个模块，这时候需要通过实现Processor接口来实现他们的业务逻辑，就必须提前把各个服务节点的业务逻辑实现Java类写入代码中，从而导致柔线编排不能实现，针对这个问题，本发明通过编排规则生成路由规则，将每个服务节点对应Processor类以对应字符串形式(字符串可以在代码中根据服务节点信息生成不同，也可以放在云端跟着编排时一起下发到总线)来动态注入到正在运行的Java虚拟机中，在不同的业务逻辑中，通过Processor类对应的字符串节点信息来调用Processor类，从而实现这个Processor的业务逻辑动态可控，达到柔性动态编排的目的，实现工业现场在分布式异步资源下快速柔性开发。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种面向工业机器人的柔***编排***，其特征在于：包括ESB总线、拖拽服务编排前端、路由规则生成处理模块、服务节点信息数据库、服务注册模块、物理资源控制HTTP服务器和服务资源模块，ESB总线分别与拖拽服务编排前端、路由规则生成处理模块、服务节点信息数据库及服务注册模块相连，拖拽服务编排前端与路由规则生成处理模块相连，路由规则生成处理模块与服务节点信息数据库相连，服务节点信息数据库与服务注册模块相连，服务注册模块分别与物理资源控制HTTP服务器、服务资源模块相连，服务资源模块与物理资源控制HTTP服务器相连；ESB总线内布置有路由引擎及Java虚拟机；
所述拖拽服务编排前端用于将注册到ESB总线上的不同服务应用通过图形拖拽的形式根据要实现的功能进行编排，生成编排规则；
所述路由规则生成处理模块用于将拖拽服务编排前端生成的编排规则进行解析，生成路由引擎对应的路由规则，并根据服务编排规则中使用的服务节点信息生成每个服务节点对应字符串形式的Processor类，将生成的Processor类动态注入到正在运行的Java虚拟机中；
所述物理资源控制HTTP服务器用于部署工业机器人的相关服务应用；
所述服务注册模块用于将物理信息控制模块内、云端算法模块内及公用服务模块内的服务节点注册到ESB总线；
所述服务节点信息数据库用于存储注册后的服务节点。
2.如权利要求1所述的面向工业机器人的柔***编排***，其特征在于：所述物理信息控制模块内包含机器人硬件控制服务，机器人硬件控制服务包括上电服务、点到点运动、IO读取、IO设置、关节运动、获取设备状态。
3.如权利要求1或2所述的面向工业机器人的柔***编排***，其特征在于：所述云端算法模块内包含云端算法服务，云端算法服务包括图像检测算法、正逆动力学算法、轨迹规划算法、目标定位算法。
4.如权利要求1或2所述的面向工业机器人的柔***编排***，其特征在于：所述公用服务模块包括延时模块、条件判断模块。
5.如权利要求1或2所述的面向工业机器人的柔***编排***，其特征在于：所述服务节点信息数据库存储的信息包含服务名称，调用地址，服务输入输出参数，服务版本描述信息。
6.一种面向工业机器人的柔***编排方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：物理信息控制模块挂载到HTTP服务器，并将物理信息控制模块内的机器人硬件控制服务作为服务应用注册到ESB总线，同时存入服务节点信息数据库；
步骤S2：云端算法模块和公共服务模块内的服务节点作为服务应用注册到ESB总线，并存入服务节点信息数据库；
步骤S3：拖拽服务编排前端将注册到ESB总线上的不同服务应用根据要实现的功能进行编排，生成服务编排规则；
步骤S4：路由规则生成处理模块对服务编排规则进行解析，生成路由引擎需要的路由规则，路由引擎从服务节点信息数据库查询服务编排规则中使用的服务节点信息，根据服务编排规则中使用的服务节点信息生成每个服务节点对应字符串形式的Processor类，将生成的Processor类动态注入到正在运行的Java虚拟机中，并将每个服务节点对应的字符串形式的Processor类存入服务节点信息数据库中；
步骤S5：用户通过客户端向ESB总线请求基于服务编排规则的新服务，ESB总线根据路由规则启动相应的编排服务来实现对应的业务流程。
7.如权利要求6所述的面向工业机器人的柔***编排方法，其特征在于：所述步骤S3中，服务应用注册到ESB总线后，拖拽服务编排前端通过查询所有服务列表，用于服务编排时服务选择；服务列表内包括所有注册到ESB总线的服务应用。
8.如权利要求6或7所述的面向工业机器人的柔***编排方法，其特征在于：所述步骤S3中，服务编排规则是指关于服务接口调用顺序与参数的编排规则，编排规则采用xml或json格式的标记语言进行描述。
9.如权利要求6或7所述的面向工业机器人的柔***编排方法，其特征在于：所述步骤S5中，基于服务编排规则的新服务是指根据服务编排规则将物理信息控制模块、云端算法模块和公用服务模块中的服务节点组合成新的服务应用或一个完整的业务执行逻辑服务。
10.如权利要求6或7所述的面向工业机器人的柔***编排方法，其特征在于：所述步骤S5的具体过程为：用户通过浏览器或者其他可调用URL地址的客户端向ESB总线访问基于服务编排规则的新服务，ESB总线按照服务编排规则通过路由引擎对各服务接口进行依次调用。
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