人間型ロボット向け分散リアルタイム制御機構のための通信方式に関する研究

仿人机器人分布式实时控制机制通信方法研究

• 批准号: 17700078
• 负责人: 兵頭 和樹
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tokyo University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700078/
• 关键词: 実時間制御; 分散システム; 実時間通信

本研究では、人間型ロボットの運動能力の改善に焦点を宛て、分散リアルタイム制御機構を対象とした新たな通信方式の実現を目的とする。本年度は、前年度までに実現したプロトタイプの改良と実システムへの適用、検証を研究計画に含む。対象とする制御機構では、リアルタイム要請の高い通信と低い通信が混在することを想定しているが、通信に使用するスイッチ接続によるEthernetではパケット消失が発生し、そのままでは実現が困難であった。本研究では、フィードバック制御に要求される通信が制御周期を守るためには、通信遅延のみが重要であること、解析で得られた流量一定以下でパケット消失が発生しないという特性に着目し、リアルタイムプロトコルに依らず、パケット流量を制御することでリアルタイム要請の高い通信とリアルタイム通信の低い通信を混在することができる通信方式を提案した。これによりアプリケーションはUDP/IP等の従来プロトコルが使用可能となる。NICの持つ優先度付きキューを利用することで、リアルタイム要請の高いパケットの即時送信を可能とした。また、リアルタイム要請の低いパケットは、低優先度キューに割り当てられ、適宜NOPコマンドを挟むことで流量制御とペーシングを実現した。評価実験により、リアルタイム要請の低いパケットの流量を制御可能なこと、リアルタイム要請の高いパケットの通信遅延、到達性が改善することを確認した。

这项研究重点是提高人形机器人的运动能力，并旨在实现针对分布式实时控制机制的新通信系统。今年，研究计划包括对前一年实现的原型的改进，对实际系统的应用和验证。目标控制机制假定具有高实时请求和低实时请求的通信将混合在一起，但是数据包将通过用于通信的开关连接而随着以太网的方式消失，这使得很难像他们一样实现它们。在这项研究中，我们集中于以下事实：反馈控制所需的沟通仅在反馈控制所需的沟通的控制期内很重要，并且当分析中获得的流量低于恒定水平的流量低于恒定水平时，数据包丢失的特征不会发生。我们提出了一种允许使用高实时请求和低实时沟通的通信方法，该方法允许使用较高的实时沟通，并进行计算的流量，该计算是不断的。这允许应用程序使用常规协议，例如UDP/IP。通过使用NIC持有的优先队列，现在可以立即通过高实时请求发送数据包。此外，将具有较低实时请求的数据包分配给低优先级队列，并且通过适当插入NOP命令来实现流量控制和起搏。评估实验证实，可以控制具有低实时请求的数据包的流量，可以改善具有高实时请求的数据包的沟通延迟和可达性。