摘要：開放式機(jī)器人控制器是機(jī)器人控制器的發(fā)展方向，本文在總結(jié)傳統(tǒng)機(jī)器人控制器缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種新型開放式機(jī)器人控制器結(jié)構(gòu)，并從硬件和軟件兩方面對(duì)該結(jié)構(gòu)的具體實(shí)現(xiàn)方法做了介紹，目前該控制器在本實(shí)驗(yàn)室已完成了軟硬件調(diào)試。最后對(duì)本控制器的優(yōu)點(diǎn)及不足進(jìn)行了總結(jié)。 關(guān)鍵詞：機(jī)器人；開放式；控制器；PC 目前商品化的機(jī)器人系統(tǒng)大多采用封閉結(jié)構(gòu)的專用控制器：采用專用計(jì)算機(jī)作為上層主控計(jì)算機(jī)，使用專用機(jī)器人語言作為離線編程工具，采用專用控制器進(jìn)行各關(guān)節(jié)伺服控制，并將控制算法固化在ROM中。這種封閉系統(tǒng)很難（或不可能）進(jìn)行修改。另外，商品化的機(jī)器人系統(tǒng)均沒有網(wǎng)絡(luò)功能。然而，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)器人研究對(duì)機(jī)器人控制器開放性的要求越來越迫切。近年來，研究和使用開放式機(jī)器人控制器成為迫切需求和研究熱點(diǎn)。目前，針對(duì)開放式機(jī)器人控制已有的研究工作主要集中于機(jī)器人結(jié)構(gòu)的定義、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)部件的模塊化、接口的標(biāo)準(zhǔn)化、提高軟件代碼的復(fù)用性、效率、可維護(hù)性、正確性以及程序的易讀性，為用戶提供方便的任務(wù)描述和編程環(huán)境等方面。 　　 Willian E-Ford總結(jié)了開放式機(jī)器人控制器的主要思想： （1）使用基于非專用計(jì)算機(jī)平臺(tái)（如PC，SUN）的開發(fā)系統(tǒng)。 　 （2）使用標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)（如Windows,Unix）和標(biāo)準(zhǔn)的控制語言（如C/C++，VB）。 　 （3）硬件基于標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)（如ISA,PC/104,STD），能夠與各種外圍設(shè)備和傳感器接口。 　 （4）使用網(wǎng)絡(luò)策略，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，并允許對(duì)機(jī)器人遠(yuǎn)程操作。 　 可以根據(jù)上述思想設(shè)計(jì)開放式機(jī)器人控制器，而且設(shè)計(jì)過程中要盡可能做到模塊化。 1、開放式機(jī)器人控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　 機(jī)器人控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，處理復(fù)雜性的方法是定義一種結(jié)構(gòu)，把復(fù)雜系統(tǒng)分解成 若干個(gè)可處理的模塊，每個(gè)模塊對(duì)外部行為給出一個(gè)簡單的接口，忽略或在某種程度上簡化內(nèi)部行為。這方面的研究工作都集中于定義一個(gè)與實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)的抽象模型。 　　 本實(shí)驗(yàn)室按照功能模塊化進(jìn)行機(jī)器人控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出了如圖1所示的開放式機(jī)器人控制器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由以下功能模塊構(gòu)成：機(jī)器人本體模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊，本地操作模塊和網(wǎng)絡(luò)操作模塊。各模塊功能由下至上，構(gòu)成功能獨(dú)立的層次結(jié)構(gòu)。 機(jī)器人本體模塊構(gòu)成機(jī)器人控制系統(tǒng)的被控對(duì)象。 　 運(yùn)動(dòng)控制模塊完成對(duì)被控對(duì)象的伺服控制。 　 本地操作模塊提供給定位置輸入，本體模塊提供位置、速度等反饋，運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù)輸入和反饋構(gòu)成閉環(huán)，完成對(duì)被控對(duì)象的伺服控制。 　 本地操作模塊完成本地操作任務(wù)，包括運(yùn)動(dòng)操作、算法操作、設(shè)備操作等。運(yùn)動(dòng)操作指提 供人機(jī)接口，使用戶完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方面的操作。算法操作是指對(duì)運(yùn)動(dòng)控制算法進(jìn)行修改或替換的操作。設(shè)備操作是指對(duì)系統(tǒng)內(nèi)I/O設(shè)備、傳感器設(shè)備等的操作。 　 網(wǎng)絡(luò)操作模塊完成機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)操作功能。如局域網(wǎng)機(jī)器人操作、Internet機(jī)器人操作。 2、開放式機(jī)器人控制器的實(shí)現(xiàn) 　　 機(jī)器人控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是與實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)的抽象模型，他僅從功能層次上對(duì)控制器進(jìn)行了描述。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后可通過具體軟硬件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，下文就該控制器結(jié)構(gòu)在本實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行介紹。 2.1硬件實(shí)現(xiàn)及討論 　 目前開放式機(jī)器人控制器硬件平臺(tái)大致可以分為2類：基于PC總線的系統(tǒng)和基于VME總線的系統(tǒng)。PC總線系統(tǒng)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如成本低、開放性好、完備的軟件開發(fā)環(huán)境和豐富的軟件資源、良好的通訊功能、用戶基礎(chǔ)廣泛等，因此成為未來的主要發(fā)展方向。本實(shí)驗(yàn)室控制器的實(shí)現(xiàn)采用了基于PC/104總線的系統(tǒng)。PC/104為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)PC總線，各引腳信號(hào)完全等同于ISA總線，但排列方式比ISA更為緊湊，廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。 　 本實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)中主要使用了以下硬件設(shè)備： 　 （1）臺(tái)灣安勤公司PCM3610嵌入式PC，PC/104總線，帶雙以太網(wǎng)口。 　 （2）美國Delta Tau公司的PMAC2PC/104多軸運(yùn)動(dòng)控制卡一套（含DPRAM）。 　 （3）安川SGDM伺服放大器和SGMPH電機(jī)（含絕對(duì)位置碼盤）6套。 　 （4）新松示教盒一個(gè)（RS232接口）。 　 （5）新松機(jī)器人本體。 　 （6）I/O卡，A/D卡，D/A卡若干。 　 具體硬件實(shí)現(xiàn)如圖2所示。 2.1.1機(jī)器人本體模塊 　 機(jī)器人本體模塊由新松機(jī)器人本體、安川交流伺服電機(jī)和絕對(duì)位置碼盤等構(gòu)成。他們構(gòu)成機(jī)器人控制系統(tǒng)的被控對(duì)象。 2.1.2運(yùn)動(dòng)控制模塊 　 運(yùn)動(dòng)控制模塊主要由安川交流伺服放大器、PMAC卡、DPRAM（PMAC自帶）等構(gòu)成。PMACPC/104為美國Delta公司生產(chǎn)的開放式運(yùn)動(dòng)控制卡，PC/104總線，以摩托羅拉DSP為核心，可與各種類型伺服放大器配合使用，并且該卡提供用戶伺服算法接口。安川交流伺服放大器通過參數(shù)設(shè)置和跳線可工作于多種模式，如位置量輸入模式、速度量輸入模式、力矩量輸入模式。本實(shí)驗(yàn)室通過一塊自制電路板，完成了PMAC和伺服放大器間的信號(hào)連接，以及對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各I/O信號(hào)的邏輯控制。  運(yùn)動(dòng)控制模塊完成對(duì)各電機(jī)的伺服控制。系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制閉環(huán)都在該模塊中,分別為位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)。由于電機(jī)中的電流和力矩成比例關(guān)系，所以電流環(huán)也可稱為力矩環(huán)。對(duì)于開放式系統(tǒng)，當(dāng)控制對(duì)象發(fā)生變化或運(yùn)動(dòng)控制模塊進(jìn)行修改時(shí)，要求系統(tǒng)通過簡單的調(diào)整即能構(gòu)成所需控制系統(tǒng)和控制功能，并對(duì)上層模塊不產(chǎn)生影響。本系統(tǒng)通過PMAC卡和安川伺服放大器的配合使用，以及完善的系統(tǒng)連線和電路板設(shè)計(jì)，能夠僅通過跳線和參數(shù)設(shè)定完成3種控制方式，如圖3所示。 　　 方式一中，位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)都在伺服放大器中，運(yùn)動(dòng)控制卡中沒有閉環(huán)，運(yùn)動(dòng)控 制卡僅完成傳輸中介的功能，可理解為一比例增益。當(dāng)該比例增益為1時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制卡可直接從系統(tǒng)中去除，此時(shí)本地操作模塊直接將給定位置發(fā)送至伺服放大器，由伺服放大器完成運(yùn)動(dòng)控制。大部分商品化機(jī)器人均采用這種上位機(jī)加伺服放大器的控制系統(tǒng)。由于在伺服放大器內(nèi)部，伺服算法固化在ROM中并通過專用CPU進(jìn)行伺服計(jì)算，因此用戶在該方式下無法修改運(yùn)動(dòng)控制模塊及伺服算法。 方式二中，位置環(huán)在運(yùn)動(dòng)控制卡中，速度環(huán)和電流環(huán)在伺服放大器中。運(yùn)動(dòng)控制卡接受位 置給定量并完成位置控制，而后發(fā)送給定速度量至伺服放大器，由伺服放大器閉合速度環(huán)和電流環(huán)。在該方式下，伺服放大器提供了較高的速度環(huán)剛性和抗干擾能力，由于這些高增益，位置環(huán)只需以較小的比例增益Pp即可達(dá)到完成位置控制。但是，由于大部分速度環(huán)剛性來自于速度積分增益Iv，而積分增益會(huì)導(dǎo)致一個(gè)滯后，增加速度環(huán)調(diào)節(jié)時(shí)間，從而使系統(tǒng)對(duì)位置指令反應(yīng)遲緩。因此不適合快速啟動(dòng)和停止的系統(tǒng)。用于機(jī)器人控制時(shí)，可減小速度環(huán)積分增益或者設(shè)為0。方式二時(shí)位置環(huán)控制算法對(duì)用戶開放，可使用Motorola DSP匯編語言編寫戶伺服算法，編譯轉(zhuǎn)換后并通過DELTA公司提供接口下載實(shí)現(xiàn)。 　　 方式三中，位置環(huán)和速度環(huán)在運(yùn)動(dòng)控制卡中，電流環(huán)在伺服放大器中。運(yùn)動(dòng)控制卡接受給 定位置并完成位置控制和速度控制，而后發(fā)送給定力矩量至伺服放大器，由伺服放大器閉合力矩環(huán)/電流環(huán)。由于力矩模式伺服放大器性能與誤差積分控制沒有太大關(guān)系，而誤差積分控制會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)滯后，因此在要求快速加速或減速的系統(tǒng)中，該方式控制性能較好，本實(shí)驗(yàn)室在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制時(shí)在該方式下取得了較好的效果。方式三時(shí)位置環(huán)、速度環(huán)控制算法對(duì)用戶開放，可使用Motorola DSP匯編語言編寫戶伺服算法，編譯轉(zhuǎn)換后并通過DELTA公司提供接口下載實(shí)現(xiàn)。 2.1.3本地操作模塊 　 本地操作模塊由PC/104嵌入式PC，新松示教盒以及其他PC/104總線設(shè)備等構(gòu)成。采用Wind ows 2000操作系統(tǒng)，采用VB，VC作為開發(fā)工具。示教盒通過RS232串口與PC連接，PMAC、I/O卡、A/D卡、D/A卡等總線設(shè)備通過PC/104總線與PC連接，PC機(jī)通過集成網(wǎng)卡連接至以太網(wǎng)。該模塊完成本地操作任務(wù)，包括運(yùn)動(dòng)操作、算法操作、設(shè)備操作、機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)操作服務(wù)等。 　　 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)操作指首先通過示教盒或機(jī)器人語言獲得運(yùn)動(dòng)任務(wù)，然后經(jīng)過任務(wù)規(guī)劃、軌跡規(guī)劃、軌跡插補(bǔ)得到軌跡點(diǎn)序列，而后將軌跡點(diǎn)序列送至運(yùn)動(dòng)控制模塊的過程，最終由運(yùn)動(dòng)控制模塊完成匹配軌跡點(diǎn)序列的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制。本實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人系統(tǒng)中，PC機(jī)和P MAC卡間可通過兩種方式進(jìn)行通訊：DPRAM方式和總線方式。采用DPRAM方式時(shí)，PC和運(yùn)動(dòng)控制卡通過對(duì)DPRAM內(nèi)同一單元的訪問實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，DPRAM方式可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換，軌跡點(diǎn)序列的傳送即采用該方式；采用總線方式時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制卡類似其他總線設(shè)備，PC通過地址線、數(shù)據(jù)線對(duì)其進(jìn)行訪問。 　　 算法操作包括運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)置PID算法參數(shù)修改和用戶伺服算法實(shí)現(xiàn)。內(nèi)置PID算法參數(shù)修改通過調(diào)用DELTA公司的動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)實(shí)現(xiàn)。用戶伺服算法通過PMAC的用戶伺服算法接口實(shí)現(xiàn)，用戶算法使用Motorola DSP匯編語言編寫。 　　 為確保機(jī)器人系統(tǒng)的正常工作及系統(tǒng)擴(kuò)展的要求，機(jī)器人系統(tǒng)中須對(duì)一些I/O量進(jìn)行控制，如報(bào)警、伺服使能、松抱閘等，機(jī)器人系統(tǒng)還須對(duì)一些傳感器信號(hào)進(jìn)行采集，如電流、電壓等，本地操作模塊完成對(duì)這些I/O設(shè)備和傳感器設(shè)備的操作。由于采用了標(biāo)準(zhǔn)PC和標(biāo)準(zhǔn)總線，因此任何符合PC/104規(guī)范的外設(shè)均可方便的加入到本控制器中，如I/O板，A/D卡、D/A卡、圖像采集卡等，另外由于PC中使用了Windows操作系統(tǒng)，因此能廣泛獲得各外設(shè)廠商驅(qū)動(dòng)上的支持，給用戶提供極大的方便。 　　 本地操作模塊中的PC機(jī)通過集成以太網(wǎng)卡連接至HUB或交換機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人控制器與網(wǎng)絡(luò)的連接，通過該連接本地操作模塊為網(wǎng)絡(luò)操作模塊提供網(wǎng)絡(luò)操作服務(wù)。 2.1.4網(wǎng)絡(luò)操作模塊 網(wǎng)絡(luò)操作模塊由Web服務(wù)器、局域網(wǎng)操作客戶端、以太網(wǎng)操作客戶端等構(gòu)成，該模塊完成機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)操作功能，包括局域網(wǎng)機(jī)器人操作和基于Web的互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程機(jī)器人操作。 　　 現(xiàn)在的過程控制中大多采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，但是現(xiàn)場(chǎng)總線的根本性缺點(diǎn)是他的開放性是有條件，不徹底的。由于以太網(wǎng)的速度很快（可以達(dá)到100 Mb/s甚至更高），并且因其具有很好的兼容性、普及性，現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向以太控制網(wǎng)絡(luò),以太網(wǎng)+TCP/IP協(xié)議的模式逐步進(jìn)入程控領(lǐng)域。同時(shí),由于以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)能夠方便地實(shí)現(xiàn)互連,因此, 采用以太網(wǎng)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)為機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)操作的理想方式。 　　 通用對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)（Common Object Request Broker Architecture，CORBA）是一種新興的面向?qū)ο蠓植际接?jì)算技術(shù)，使用CORBA體系結(jié)構(gòu)，不同操作系統(tǒng)、不同編程語言、不用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的應(yīng)用系統(tǒng)可以方便的進(jìn)行互操作，很容易地集成在一起。 　　 本實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)操作采用了CORBA技術(shù)，本地操作模塊中的PC機(jī)作為CORBA服務(wù)器，提供機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)操作的CORBA服務(wù)，局域網(wǎng)內(nèi)的其他PC機(jī)作為CORBA客戶端，調(diào)用CORBA服務(wù)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)操作。Internet遠(yuǎn)程機(jī)器人操作采取二級(jí)調(diào)用的策略，局域網(wǎng)內(nèi)的Web服務(wù)器在互聯(lián)網(wǎng)上提供Web服務(wù)，同時(shí)在局域網(wǎng)中他又是CORBA客戶端。互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程操作客戶端首先通過Web服務(wù)向Web服務(wù)器發(fā)出遠(yuǎn)程操作請(qǐng)求，然后，Web服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求再向CORBA服務(wù)器發(fā)出局域網(wǎng)操作請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)Internet機(jī)器人操作。 2.2軟件實(shí)現(xiàn)及討論 　 本實(shí)驗(yàn)室采用模塊化設(shè)計(jì)方法開發(fā)軟件系統(tǒng)，模塊采用面向?qū)ο蟮亩丝谠O(shè)計(jì)方法，對(duì)象內(nèi)部狀態(tài)和方法對(duì)其他模塊隱藏，只有對(duì)象的端口對(duì)其他對(duì)象可見，模塊間通過全局狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫機(jī)制進(jìn)行信息交換。本系統(tǒng)中采用Windows 2000操作系統(tǒng)和 VB語言。軟件結(jié)構(gòu)如圖5所示。 　　 首先基于運(yùn)動(dòng)控制卡及其他設(shè)備的驅(qū)動(dòng)建立一函數(shù)庫，該函數(shù)庫向應(yīng)用程序提供一組標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，通過此函數(shù)庫的訪問即可完成用戶所需功能，同時(shí)該函數(shù)庫將應(yīng)用程序與底層軟硬件隔離。本結(jié)構(gòu)中將基于函數(shù)庫的各軟件模塊進(jìn)行了分類，分別為：運(yùn)動(dòng)操作類、算法操作類、總線設(shè)備操作類和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類。 2.2.1運(yùn)動(dòng)操作類 　 運(yùn)動(dòng)操作類完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)操作的軟件實(shí)現(xiàn)。示教模塊通過再現(xiàn)示教得到運(yùn)動(dòng)任務(wù)，機(jī)器 人語言輸入與解釋模塊通過機(jī)器人語言得到運(yùn)動(dòng)任務(wù)，運(yùn)動(dòng)任務(wù)包含目標(biāo)點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)速度、插補(bǔ)方式等信息。規(guī)劃與插補(bǔ)模塊根據(jù)運(yùn)動(dòng)任務(wù)完成任務(wù)規(guī)劃、軌跡規(guī)劃和軌跡插補(bǔ)，得到機(jī)器人軌跡再現(xiàn)點(diǎn)序列。最終再現(xiàn)模塊啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制卡再現(xiàn)程序并將再現(xiàn)點(diǎn)序列順序送入DPRA M，供PMAC讀取并控制機(jī)器人完成相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。位置、速度、加速度采集模塊完成機(jī)器人各軸或末端的位置、速度、加速度信息采集及信息顯示。 2.2.2算法操作類 　 該操作類包括內(nèi)置PID參數(shù)修改模塊和用戶伺服算法模塊。PID參數(shù)修改模塊調(diào)用delta公司提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)，提供圖形化人機(jī)接口，使用戶能夠?qū)MAC卡上PID算法各參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。用戶伺服算法模塊完成用戶算法在系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)，首先使用摩托羅拉DSP匯編語言進(jìn)行用戶算法編寫，然后經(jīng)編譯轉(zhuǎn)換后生成目標(biāo)文件，最后通過PAMC提供的接口將目標(biāo)文件下載到運(yùn)動(dòng)控制卡中。DELTA公司還提供了用戶算法評(píng)估包，通過該評(píng)估包可進(jìn)行系統(tǒng)性能實(shí)時(shí)評(píng)估，給用戶以很大方便。 2.2.3總線設(shè)備操作類 　 I/O設(shè)備操作模塊完成系統(tǒng)內(nèi)I/O量的讀寫和邏輯控制，如報(bào)警、上電允許、運(yùn)行燈、繼電器控制等。傳感器設(shè)備控制模塊完成系統(tǒng)內(nèi)傳感器信號(hào)的采集，如電流、電壓等。其他總線設(shè)備操作模塊完成其他擴(kuò)展總線設(shè)備的操作。 2.2.4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類 　 網(wǎng)絡(luò)操作CORBA服務(wù)模塊為一獨(dú)立類。該模塊提供CORBA規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人操作服務(wù)。具體 實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)室另有文章進(jìn)行敘述，該文章將CORBA服務(wù)器與CORBA客戶端構(gòu)成獨(dú)立整體，進(jìn)行軟件編寫和敘述。 3、結(jié)語 　　 本控制器符合開放式機(jī)器人控制器的主要思想。并且軟硬件設(shè)計(jì)均采用模塊化方法，各模 塊間功能相對(duì)獨(dú)立、完整。目前，本實(shí)驗(yàn)室已完成了機(jī)器人系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了要求 控制功能，充分驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的正確性和開放性。與傳統(tǒng)的封閉式控制器相比，本實(shí)驗(yàn)室機(jī) 器人系統(tǒng)體現(xiàn)出了諸多的優(yōu)點(diǎn)： 　　 （1） 可以由用戶或第三方開發(fā)人員更換或修改，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行機(jī)器人控制器改型，機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更廣。 　 （2）硬件和軟件結(jié)合很容易集成外部傳感器、操作接口 （如力反射）、新的伺服控制規(guī)律等。 　 （3）控制器采用模塊化技術(shù)，開發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)的過程中可以使用經(jīng)過測(cè)試、性能良好的子系統(tǒng)模塊，功能模塊的復(fù)用可以降低開發(fā)成本，提高系統(tǒng)的質(zhì)量和安全性能，保證控制器能滿足需求，不會(huì)產(chǎn)生意想不到的致命錯(cuò)誤，使機(jī)器人系統(tǒng)安全性能得到可靠的保證。采用通用模塊使得重復(fù)性的開發(fā)工作大大減少，簡化了編程工作，從而減少了整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間和成本。 　 （4）實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)、操作系統(tǒng)和用戶接口的標(biāo)準(zhǔn)化，具有減少培訓(xùn)需求、降低系統(tǒng)支持需求和減少維護(hù)成本的前景。 　 （5）硬件和軟件實(shí)現(xiàn)的開放式方法使得任何符合接口標(biāo)準(zhǔn)的第三方硬件和軟件包都可以添加到系統(tǒng)中或替換功能相同的部件，從而刺激系統(tǒng)供應(yīng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)。通過競(jìng)爭(zhēng)，一方面用戶可以獲得更豐富的硬件和軟件資源，降低實(shí)現(xiàn)成本，另一方面也加速了從研究系統(tǒng)向可操作系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化，這樣縮短了從研究到商品化產(chǎn)品的周期。 　　 雖然本控制器具有了較多的優(yōu)越性，但仍存在許多需要改進(jìn)的問題。如提供更好實(shí)時(shí)處理 能力，提供方便的圖形開發(fā)環(huán)境等。隨著這一系列問題的解決，開放式機(jī)器人系統(tǒng)必然會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。