实现传感器管理的系统及其应用方法与流程

1.本发明涉及人工智能领域，具体而言，涉及一种实现传感器管理的系统及其应用方法。


背景技术：

2.随着机器人技术的日渐成熟，相关的机器人产品也逐渐走入到大众的视野中。机器人的出现既解放了人们的双手，让大家可以摆脱枯燥的重复性工作，同时机器人的参与也提升了生产生活中的效率。
3.现有的机器人很多使用了多种传感器数据融合技术，即，在机身上安装多种传感器进行特定的数据探测，有针对性的对机器人在特殊场景定位和导航问题进行解决。
4.目前对机器人的传感器管理方案，例如传感器测试等，多采用修改源码的宏定义和条件变量的方式，有源码泄露的风险。并且，对于每一个机器人，都需重新搭建一套测试环境，不能对产品进行批量的测试，源码修改完以后还需要进行编译，效率低下。此外，对传感器数据的处理，目前还缺乏一套完善统一的处理机制。
5.因此，针对上述问题，目前亟需提供一套实现传感器管理的系统平台，基于该系统平台实现机器人传感器的多型号适配管理。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于公开了一种实现传感器管理的系统及其应用方法，以至少解决相关技术中还缺乏一套实现传感器管理的系统平台，基于基于该系统平台实现机器人传感器的多型号适配管理等问题。
7.根据本发明的一个方面，提供了一种实现传感器管理的系统。
8.根据本发明的实现传感器管理的系统包括：配置文件管理模块，用于响应配置管理操作，生成配置文件，其中，上述配置文件包括至少一个传感器标识，每个上述传感器标识分别对应一个或多个预先设置的配置参数；应用层读写模块，用于加载上述配置文件管理模块生成的配置文件，读取与业务需求对应的传感器标识的配置参数，并赋值给对应的变量；传感器驱动模块，用于根据上述应用层处理模块写入的配置参数，对上述业务需求对应的传感器执行相应的管理操作。
9.根据本发明的另一方面，提供了一种实现传感器管理的系统的应用方法。
10.根据本发明的实现传感器管理的系统的应用方法包括：应用层读写模块加载所述配置文件管理模块生成的配置文件，读取与业务需求对应的传感器标识的配置参数，并赋值给对应的变量，其中，所述配置参数包括：传感器开启指示参数、传感器优先级参数、打印调试参数；传感器驱动模块判断所述传感器开启指示参数是否为指示开启状态，在确定开启所述对应的传感器时，判断打印调试参数对应的打印调试类型，并按照当前的打印调试类型执行对应的打印调试操作，之后根据所述传感器优先级参数对应的优先级大小确定触发所述对应的传感器的运行顺序。
11.根据本发明的又一方面，提供了一种实现传感器管理的系统的应用方法。
12.根据本发明的实现传感器管理的系统的应用方法包括：应用层读写模块加载所述配置文件管理模块生成的配置文件，读取与业务需求对应的传感器标识的配置参数，并赋值给对应的变量，其中，所述配置参数包括：传感器数据是否通过回调接口上报的上报指示参数；数据回调接口根据所述应用层读写模块写入的所述上报指示参数，确定通过回调函数对传感器数据执行上报操作；传感器节点模块在初始化函数中注册传感器的回调函数，当传感器接收到数据时执行注册的回调函数，获取传感器数据；在用户节点模块经由传感器数据发布模块向所述传感器节点模块发送服务订阅请求时，传感器节点模块经由传感器数据发布模块向所述用户节点模块发布所述服务订阅请求对应的服务。
13.根据本发明的再一方面，提供了实现传感器管理的系统的应用方法。
14.根据本发明的实现传感器管理的系统的应用方法包括：应用层读写模块加载所述配置文件管理模块生成的配置文件，读取与业务需求对应的传感器标识的配置参数，并赋值给对应的变量，其中，所述配置参数包括：数据缓存量参数、通信协议包头和校验方式的参数、传感器数据是否通过回调接口上报的上报指示参数；数据缓存模块通过传感器驱动模块和所述应用层读写模块接收来自于传感器的数据并保存，其中，所述数据缓存模块按照数据存量参数控制数据存储量；数据处理模块在数据处理线程开启时，读取所述应用层读写模块写入的通信协议包头和校验方式的参数，设置运行状态和原始数据的组包方式；数据回调接口根据所述应用层读写模块写入的所述上报指示参数，确定通过回调函数对来自于所述数据处理模块的传感器数据执行上报操作；传感器节点模块在初始化函数中注册传感器的回调函数，当传感器接收到数据时执行注册的回调函数，获取传感器数据；传感器数据发布模块定义传感器节点的变量，所述传感器节点通过所述回调函数获取传感器数据；在用户节点模块向传感器数据发布模块发送信息订阅请求时，所述传感器数据发布模块向所述用户节点模块发布所述信息订阅请求对应的信息。
15.根据本发明，提供了一种实现传感器管理的系统及其应用方法，该系统的配置文件管理模块生成配置文件，其中，配置文件包括至少一个传感器标识，每个传感器标识分别对应一个或多个预先设置的配置参数，调用与业务需求对应的传感器标识的配置参数，对上述业务需求对应的传感器执行相应的管理操作，可以实现机器人传感器的多型号适配管理。
附图说明
16.图1是根据本发明实施例的实现传感器管理的系统的结构框图；
17.图2是根据本发明优选实施例一的实现传感器管理的系统的结构框图；
18.图3是根据本发明优选实施例二的实现传感器管理的系统的结构框图；
19.图4是根据本发明实施例一的实现传感器管理的系统的应用方法的流程图；
20.图5是根据本发明实施例一的实现传感器管理的系统的优选应用方法的流程图；
21.图6是根据本发明实施例二的实现传感器管理的系统的应用方法的流程图；
22.图7是根据本发明实施例三的实现传感器管理的系统的应用方法的流程图。
具体实施方式
23.下面结合说明书附图对本发明的具体实现方式做一详细描述。
24.根据本发明实施例，提供了一种实现传感器管理的系统。
25.图1是根据本发明实施例的实现传感器管理的系统的结构框图。如图1 所示，该实现传感器管理的系统包括：配置文件管理模块10，用于响应配置管理操作，生成配置文件，其中，上述配置文件包括至少一个传感器标识，每个上述传感器标识分别对应一个或多个预先设置的配置参数；应用层读写模块12，用于加载上述配置文件管理模块生成的配置文件，读取与业务需求对应的传感器标识的配置参数，并赋值给对应的变量；传感器驱动模块14，用于根据上述应用层处理模块写入的配置参数，对上述业务需求对应的传感器执行相应的管理操作。
26.图1所示的系统中，配置文件管理模块生成配置文件，其中，配置文件包括至少一个传感器标识，每个传感器标识分别对应一个或多个预先设置的配置参数，调用与业务需求对应的传感器标识的配置参数，对上述业务需求对应的传感器执行相应的管理操作，可以实现机器人传感器的多型号适配管理。
27.优选地，上述配置参数包括：传感器开启指示参数、传感器优先级参数、打印调试参数，则上述传感器驱动模块14可以进一步包括：第一处理单元(图中未示出)，用于判断上述传感器开启指示参数是否为指示开启状态，并根据判断结果确定是否开启上述对应的传感器；第二处理单元(图中未示出)，用于在上述第一判断单元输出为是时，判断打印调试参数对应的打印调试类型，并按照当前的打印调试类型执行对应的打印调试操作；第三处理单元(图中未示出)，用于根据上述传感器优先级参数对应的优先级大小确定触发上述对应的传感器的运行顺序。
28.相关技术中，对机器人的传感器管理方案，例如传感器测试等，多采用修改源码的宏定义和条件变量的方式，有源码泄露的风险。每一个产品都需要重新搭建环境，不能对产品进行批量的测试，源码修改完以后还需要进行编译，效率低下。采用本发明提供的上述系统实现传感器测试，可使用交叉编译工具链将程序编译出来，并把生成的可执行文件，配置文件和库文件进行打包，将打包后的文件通过scp存储到需要测试的设备(例如，机器人装置) 上，对配置文件中待测试的传感器的参数(例如，传感器开启指示参数、传感器优先级参数、打印调试参数等)要求按照业务需求配置，可以实现传感器测试方案，无需修改源码的宏定义和条件变量的方式，降低了源码泄露的风险。并且更换新的待测试设备时，可移植性强，无需重新搭建测试环境，大大提高了机器人传感器的测试效率。
29.优选地，上述传感器驱动模块还可以包括：第四处理单元(图中未示出)，用于判断传感器数据的上传频率是否低于预定频率阈值，在上述上传频率低于预定频率阈值时，触发上述第二处理单元按照当前的打印调试类型执行对应的打印调试操作；则上述配置文件管理模块10，还用于响应第一修改操作，根据上述打印调试操作的结果对上述传感器优先级参数进行调整。
30.在传感器数据的上传频率较低，低于预定频率阈值时，可以触发传感器驱动模块的第二处理单元按照当前设置的打印调试类型执行对应的打印调试操作，例如，测试类型0：不打印；测试类型1：仅打印错误信息；测试类型2：打印错误信息和警告信息；测试类型3：打印错误、警告、以及正常运行信息。当前设置的是测试类型2，则将错误信息和警告信息打
印出来。在用户根据打印报告确定传感器数据的上传频率低于预定频率阈值时，可以通过配置文件管理模块10对上述传感器优先级参数进行调整，即调高当前传感器的优先级，增加传感器的运行的次数，来提高传感器的数据频率。
31.优选地，上述配置参数还包括：传感器设置参数；则上述传感器驱动模块还包括：第五处理单元，用于判断上述传感器设置参数与获取到的传感器数据进行比对，当数据误差大于预定数据误差阈值时，触发上述第二处理单元按照当前的打印调试类型执行对应的打印调试操作，或者，根据比对结果对传感器触发执行相应的操作；上述配置文件管理模块，还用于响应第二修改操作，根据上述打印调试操作的结果对上述传感器设置参数进行调整。
32.例如，上述传感器设置参数包括但不限于传感器补光灯亮度设置参数，当传感器获取的环境光亮度值偏低，根据当前的补光灯亮度设置参数进行补光，存在不满足需求的问题，则可以根据比对结果触发上述第二处理单元按照当前设置的打印调试类型执行对应的打印调试操作，例如，按照当前设置的是测试类型2将错误信息和警告信息打印出来，在用户根据打印报告确定补光灯亮度设置参数需要修改时，可以通过配置文件管理模块10对补光灯亮度设置参数进行调整，例如，提高补光灯亮度设置值；或者，根据比对结果对传感器触发执行相应的操作，例如，触发补光灯调高当前补光亮度。
33.优选地，上述配置参数还可以包括：传感器结构安装参数；则上述传感器驱动模块还可以包括：第六处理单元(图中未示出)，用于判断上述传感器结构安装参数与获取到的传感器实际采集到的安装参数进行比对，当参数误差大于预定参数误差阈值时，触发上述第二处理单元按照当前的打印调试类型执行对应的打印调试操作。
34.例如，通过陀螺仪采集到的传感器实际安装角度与该传感器结构安装参数中的安装角度如果存在误差，当误差大于预定参数误差阈值时，触发上述第二处理单元按照当前设置的打印调试类型执行对应的打印调试操作，例如，按照当前设置的是测试类型2将错误信息和警告信息打印出来，提示相关维护管理人员检测和调整传感器实际安装角度。
35.优选地，上述配置参数还可以包括：传感器数据是否通过回调接口上报的上报指示参数，则上述系统还包括：数据回调接口16，用于根据上述应用层读写模块写入的上述上报指示参数，判断是否通过回调函数对传感器数据执行上报操作；传感器节点模块18，用于在初始化函数中注册传感器的回调函数，当传感器接收到数据时执行注册的回调函数，获取传感器数据；传感器数据发布模块20，用于定义传感器节点的变量，对传感器节点通过上述回调函数获取的传感器数据进行发布；用户节点模块22，用于定义传感器接收的变量，接收上述传感器数据发布模块发布的数据。
36.在优选实施过程中，数据回调接口16先获取应用层读写模块写入的传感器数据是否通过回调接口上报的上报指示参数，当需要上报传感器数据的时候，通过回调函数把数据上报。具体地，当所有传感器同时开启时，测试界面刷新很快，运维人员无法通过肉眼判断数据是否正确，通过上报指示参数这个变量可以设置仅启动一个或几个传感器，查看更加方便。并且，当某个传感器数据异常的时候，可以关闭其他传感器的数据上报，来进行故障的排除。
37.在传感器节点模块的初始化函数中注册传感器的回调函数，当传感器接收到数据时，会执行注册的回调函数，传感器节点模块就可以获取到传感器数据。传感器数据发布模
块先定义一个传感器节点的变量，当传感器节点模块通过回调函数获取到传感器数据时，传感器节点把数据发布出去。用户节点模块定义一个传感器接收的变量，当传感器节点模块发布数据的时候，用户节点模块通过订阅的方式获取传感器数据，用户通过该用户节点模块获取传感器上报的数据。
38.优选地，如图3所示，上述配置参数还可以包括：数据缓存量参数、通信协议包头和校验方式的参数，则上述系统还可以包括：数据缓存模块24，与应用层读写模块相连接，用于通过上述传感器驱动模块和上述应用层读写模块接收来自于传感器的数据并保存，其中，上述数据缓存模块按照数据存量参数控制数据存储量；数据处理模块26，分别与数据缓存模块24以及应用层读写模块12相连接，用于在数据处理线程开启时，读取上述应用层读写模块写入的通信协议包头和校验方式的参数，设置运行状态和原始数据的组包方式。
39.在优选实施过程中，数据缓存模块24在启动的时候，读取应用层读写模块12传进来的数据缓存量参数，每个传感器可用的缓存大小限定到这个值以内。需要说明的是，如果不设置数据缓存量大小的限制，数据会无限制的缓存，最终会导致系统的奔溃。
40.数据处理模块在启动数据处理线程时，读取应用层设置的通信协议包头和校验方式的参数变量，来设置运行状态和原始数据的组包方式。采用上述处理方式，当发现解析现有数据包速度比较慢，或者在计算量比较大的时候，可以切换包头和校验的方式来提高程序的效率。
41.优选地，上述配置参数还可以包括：传感器设置参数和/或传感器结构安装参数，则上述传感器驱动模块14还可以包括：第七处理单元(图中未示出)，用于判断上述传感器设置参数和/或传感器结构安装参数，与实际获取到的传感器参数进行比对，当参数误差大于预定参数误差阈值时，经由数据缓存模块、数据处理模块、数据回调接口、传感器节点模块、传感器数据发布模块将比对结果反馈至上述用户节点模块。
42.在优选实施过程中，将配置文件管理模块中配置的传感器设置参数和/或传感器结构安装参数与实际获取到的传感器参数进行比对，即，将配置的传感器设置参数与实际获取到的传感器参数、和/或，将配置的传感器结构安装参数与实际获取到的传感器参数进行比对，当参数误差比较大，大于预定参数误差阈值时，可以经过上述系统中的数据缓存模块、数据处理模块、数据回调接口、传感器节点模块、传感器数据发布模块，将比对结果反馈至上述用户节点模块。用户通过用户节点模块获取比对结果，执行相应的处理方案。
43.根据本发明实施例，还提供了一种实现传感器管理的系统的应用方法。
44.图4是根据本发明实施例一的实现传感器管理的系统的应用方法的流程图。如图4所示，该实现传感器管理的系统的应用方法包括以下处理：
45.步骤s401：应用层读写模块加载上述配置文件管理模块生成的配置文件，读取与业务需求对应的传感器标识的配置参数，并赋值给对应的变量，其中，上述配置参数包括：传感器开启指示参数、传感器优先级参数、打印调试参数；
46.步骤s402:传感器驱动模块判断上述传感器开启指示参数是否为指示开启状态，在确定开启上述对应的传感器时，判断打印调试参数对应的打印调试类型，并按照当前的打印调试类型执行对应的打印调试操作，之后根据上述传感器优先级参数对应的优先级大小确定触发上述对应的传感器的运行顺序。
47.采用图4所示的方法，配置文件管理模块生成的配置文件中包括传感器开启指示
参数、传感器优先级参数、打印调试参数等配置参数，应用层读写模块读取并写入上述配置参数，上述系统中的传感器驱动模块根据上述配置参数执行相应的操作，实现传感器测试管理。
48.针对一个或多个待测试产品(例如，机器人装置)，采用本发明提供的上述系统实现传感器测试，可使用交叉编译工具链将程序编译出来，并把生成的可执行文件，配置文件和库文件进行打包，将打包后的文件通过scp分别存储到需要测试的一个或者多个设备上，对配置文件中待测试的传感器的参数(例如，传感器开启指示参数、传感器优先级参数、打印调试参数等)要求按照业务需求配置，通过配置文件管理实现传感器测试方案，无需修改源码的宏定义和条件变量的方式，降低了源码泄露的风险。并且更换新的待测试设备时，可移植性强，无需重新搭建测试环境，大大提高了机器人传感器的测试效率。
49.以下结合图5进一步描述上述优选实施方式。
50.图5是根据本发明实施例一的实现传感器管理的系统的优选应用方法的流程图。如图5所示，该实现传感器管理的系统的优选应用方法包括以下处理：
51.步骤s501：配置文件管理模块判断配置文件是否已存在，如果存在，则执行步骤s502，否则，执行步骤s503。
52.步骤s502：在配置文件中创建一个或多个传感器的标识信息，判断传感器开启指示参数节点、传感器优先级参数节点、打印调试参数节点是否存在，如果存在，执行步骤s504，如果不存在，则执行步骤s505。
53.步骤s503：生成配置文件，在该配置文件中创建一个或多个传感器的标识信息，将传感器开启指示参数节点、传感器优先级参数节点、打印调试参数节点添加到该配置文件中。
54.步骤s504：在传感器端的加载配置文件函数中，传入上述配置文件的路径，定义一个配置文件的节点，通过该节点的加载文件函数，把上述配置文件加载出来。
55.步骤s505：将传感器开启指示参数节点、传感器优先级参数节点、打印调试参数节点添加到配置文件中，执行步骤s504。
56.步骤s506：读取与业务需求对应的传感器标识的传感器开启指示参数、传感器优先级参数、打印调试参数，并赋值给对应的变量。
57.步骤s507：判断上述传感器开启指示参数是否为指示开启状态，如果是，则执行步骤s508，否则退出当前流程。
58.步骤s507：判断打印调试参数对应的打印调试类型，并按照当前的打印调试类型执行对应的打印调试操作。
59.例如，如果打印调试类型为0，就不打印；如果打印调试类型为1，就只打印错误信息；如果打印调试类型为2，就打印错误和警告信息；如果打印调试类型为3，就打印错误、警告、正常运行的信息。
60.步骤s508：根据上述传感器优先级参数对应的优先级大小确定触发上述对应的传感器的运行顺序。
61.根据本发明实施例，还提供了另一种实现传感器管理的系统的应用方法。
62.图6是根据本发明实施例二的实现传感器管理的系统的应用方法的流程图。如图6所示，该实现传感器管理的系统的应用方法包括：
63.步骤s601：应用层读写模块加载上述配置文件管理模块生成的配置文件，读取与业务需求对应的传感器标识的配置参数，并赋值给对应的变量，其中，上述配置参数包括：传感器数据是否通过回调接口上报的上报指示参数；
64.步骤s602：数据回调接口根据上述应用层读写模块写入的上述上报指示参数，确定通过回调函数对传感器数据执行上报操作；
65.步骤s603：传感器节点模块在初始化函数中注册传感器的回调函数，当传感器接收到数据时执行注册的回调函数，获取传感器数据；
66.步骤s604：在用户节点模块经由传感器数据发布模块向上述传感器节点模块发送服务订阅请求时，传感器节点模块经由传感器数据发布模块向上述用户节点模块发布上述服务订阅请求对应的服务。
67.其中，上述服务(service)可以包括但不限于：传感器初始化、传感器启动、传感器停止、传感器模式设置、传感器参数设置，cpu温度查询、内存占用查询等。基于上述实现传感器管理的系统的应用方法，用户节点模块调用传感器发布的服务，可以实现传感器发布服务的整套业务流程，例如，数据的查询或者完成任务的控制等。并且，配置文件管理模块生成的配置文件中包括传感器数据是否通过回调接口上报的上报指示参数，当需要上报传感器数据的时候，通过回调函数把数据上报。通过上报指示参数这个变量可以设置仅启动一个或几个传感器，查看更加方便。并且，当某个传感器数据异常的时候，可以关闭其他传感器的数据上报，来进行故障的排除。
68.根据本发明实施例，还提供了又一种实现传感器管理的系统的应用方法。
69.图7是根据本发明实施例三的实现传感器管理的系统的应用方法的流程图。如图7所示，该实现传感器管理的系统的应用方法包括：
70.步骤s701：应用层读写模块加载上述配置文件管理模块生成的配置文件，读取与业务需求对应的传感器标识的配置参数，并赋值给对应的变量，其中，上述配置参数包括：数据缓存量参数、通信协议包头和校验方式的参数、传感器数据是否通过回调接口上报的上报指示参数；
71.步骤s702：数据缓存模块通过传感器驱动模块和上述应用层读写模块接收来自于传感器的数据并保存，其中，上述数据缓存模块按照数据存量参数控制数据存储量；
72.步骤s703：数据处理模块在数据处理线程开启时，读取上述应用层读写模块写入的通信协议包头和校验方式的参数，设置运行状态和原始数据的组包方式；
73.步骤s704：数据回调接口根据上述应用层读写模块写入的上述上报指示参数，确定通过回调函数对来自于上述数据处理模块的传感器数据执行上报操作；
74.步骤s705：传感器节点模块在初始化函数中注册传感器的回调函数，当传感器接收到数据时执行注册的回调函数，获取传感器数据；
75.步骤s706：传感器数据发布模块定义传感器节点的变量，上述传感器节点通过上述回调函数获取传感器数据；
76.步骤s707:在用户节点模块向传感器数据发布模块发送信息订阅请求时，上述传感器数据发布模块向上述用户节点模块发布上述信息订阅请求对应的信息。
77.其中，上述信息(message)包括但不限于：传感器信息、机器人状态信息、机器人控制信息等。message的功能逻辑包括但不限于：传感器驱动的配置与读写，数据缓存，数据处
理，数据的回调接口，数据节点，定义topic(信息发布和信息订阅之间的传输中介)，发布数据等。基于上述实现传感器管理的系统的应用方法，可以实现传感器发布信息的整套业务流程。并且，配置文件管理模块生成的配置文件中包括：数据缓存量参数，实际中，设置数据缓存量参数，是为了控制每个传感器可用的缓存大小，避免了因为数据缓存量过大而导致的系统奔溃。同时，配置文件管理模块生成的配置文件中还包括通信协议包头和校验方式的参数，当发现解析现有数据包速度比较慢并且需要的计算量比较大的时候，可以切换包头和校验的方式来提高程序的效率，此外，配置文件管理模块生成的配置文件中还可以包括：传感器数据是否通过回调接口上报的上报指示参数，当需要上报传感器数据的时候，通过回调函数把数据上报。通过上报指示参数这个变量可以设置仅启动一个或几个传感器，查看更加方便。并且，当某个传感器数据异常的时候，可以关闭其他传感器的数据上报，来进行故障的排除。
78.综上所述，借助本发明提供的上述实施例，提出了实现传感器管理的系统及其应用方法，通过配置文件管理实现了传感器测试方案、传感器发布信息方案、以及传感器发布服务方案。配置文件中每个传感器标识分别对应一个或多个预先设置的配置参数，调用与业务需求对应的传感器标识的配置参数，对所述业务需求对应的传感器执行相应的管理操作，可以实现机器人传感器的多型号适配管理。
79.以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。