2023服务机器人云平台分类及参考体系结构

服务机器人云平台分类及参考体系结构目 次前 言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1缩略语 2服务机器人云平台提供的服务 2服务机器人云平台分类 2按云平台面向的使用者分类 2开发云平台 2业务云平台 2按云的连接方式分类 2云-端中心式云平台 2云-边-端分布式云平台 3服务机器人云平台参考体系结构 3概述 3基础层 4平台层 4机器人和设备管理 4数据通信 5资源管理 5数据存储 5感知 5认知 6决策 6控制 6协同计算 6应用层 7安全管理 7基础设施安全 7IaaS安全 7PaaS安全 7SaaS安全 7云安全管理 7云安全监管 8运维管理 8评价与评估 8服务机器人端 8IPAGEPAGE1服务机器人云平台分类及参考体系结构范围本文件规定了服务机器人云平台提供的服务、分类及参考体系结构。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T11457—2006信息技术软件工程术语GB/T12643-2013机器人与机器人装备词汇GB/T32400—2015信息技术云计算概览与词汇GB/T38834.1—2020机器人服务机器人性能规范及其试验方法第1部分：轮式机器人运动术语和定义GB/T12643-2013、GB/T32400—2015和GB/T38834.1—2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1服务机器人servicerobot除工业自动化应用外，能够为人类或设备完成有用任务的机器人。[来源：GB/T12643-20132.103.2云平台cloudplatform通过云计算已定义的接口提供一种或多种能力的软硬件集合。3.3服务机器人云平台cloudplatformforservicerobot为用户提供基于互联网的服务机器人接入、监督、控制、分析、算力支撑及优化等服务的平台。3.4体系结构architecture系统或部件的组织结构。[来源：GB/T11457—2006,定义2.73]3.5云计算cloudcomputing一种通过网络将可伸缩、弹性的共享物理和虚拟资源池以按需自服务的方式供应和管理的模式。注：资源包括服务器、操作系统、网络、软件、应用和存储设别等。[来源：GB/T32400—2015，定义3.2.5]缩略语下列缩略语适用于本文件。Iaas：基础设施即服务（InfrastructureasaService）PaaS：平台即服务（PlatformasaService）SaaS：软件即服务(Software-as-a-Service)服务机器人云平台提供的服务服务机器人云平台应提供以下服务：安全服务：云平台应提供安全措施以保障服务机器人整个数据生命周期各个环节的数据安全，如数据加密、身份认证等；协同服务：云平台应根据用户需要，快速整合各类系统服务，提供协同解决方案；共享服务：云平台应支持外部在获得许可后对平台服务的调用。服务机器人云平台分类按云平台面向的使用者分类开发云平台业务云平台按云的连接方式分类云-端中心式云平台图1云-端中心式云平台示意图云-边-端分布式云平台每个服务机器人与边缘服务器建立通信连接,边缘服务器负责本地数据的初步过滤、分析和存储，再上传至云端，由云平台负责数据的分析和存储，如图2所示。图2云-边-端分布式云平台示意图服务机器人云平台参考体系结构概述图3服务机器人云平台参考体系结构云平台安全管理包括保障平台安全运行的机制和测量。云平台运维管理提供对平台运维过程的监控和服务质量的保障。云平台评价与评估提供对平台功能、性能、安全性和可靠性等方面的评价服务。基础层IaaS平台层机器人和设备管理机器人和设备管理实现对机器人和设备的类型、实例和指令等方面的管理，包含以下四个部分：类型管理：用于管理机器人和设备的类型信息，包括机器人类型和设备类型的定义，可以实现定义新的机器人类型和设备类型，并进行相关属性和功能的配置；设备实例管理：用于管理已注册设备的实例信息，可以实现查看已注册的设备实例信息，并进行新增、修改、删除等操作；机器人实例管理：用于管理机器人实例的状态和控制，包括机器人的在线状态、运行状态、任务调度等。机器人实例管理可以实现查看机器人的状态信息，并进行控制和任务调度等操作；指令管理：用于管理机器人和设备的指令，包括指令的定义、下发和执行等，可以实现定义新的指令，并将指令下发给机器人和设备进行执行。数据通信数据中转：将机器人和设备上传的数据进行接收、存储和转发。例如，机器人通过传感器获命令下发：向机器人和设备下发指令，控制其执行特定的任务或操作，例如让机器人移动到指定位置、执行特定动作等；消息推送：将消息推送给机器人和设备，用于通知和提醒。资源管理CPU资源告警：设置资源告警规则，当机器人或设备的资源使用超过设定的阈值时，会触发告警通知，保证及时收到资源异常的通知，以采取措施解决问题；硬件资源管理：管理机器人和设备的硬件资源，包括传感器、执行器、摄像头等。通过硬件资源管理，可查看已注册的硬件资源信息，并进行新增、修改、删除等操作；信息资源管理：管理机器人和设备的信息资源，包括地图数据、任务数据、日志数据等。数据存储关系型数据存储：用于存储机器人和设备的关系型数据，例如用户信息、设备配置、任务记录等；缓存式数据存储：存储机器人和设备的临时数据，例如传感器数据、计算结果等；分布式数据存储：存储机器人和设备的大规模数据，例如日志数据、图像数据等；索引式数据存储：提供快速的数据检索和查询功能。感知视觉感知：通过摄像头或其他视觉传感器来获取机器人的视觉信息，例如图像、视频流等。通过视觉感知功能，机器人可以进行物体识别、人脸识别、姿态估计等视觉任务；听觉感知：通过麦克风或其他听觉传感器来获取机器人的听觉信息，例如声音、语音等。通过听觉感知功能，机器人可以进行语音识别、语音合成、声源定位等听觉任务；触觉感知：通过触觉传感器来获取机器人的触觉信息，例如接触力、温度等。通过触觉感知功能，机器人可以进行物体抓取、力控操作等触觉任务；融合感知：将不同感知模块的数据进行融合，以提供更准确和全面的感知信息。通过融合感知功能，机器人可以进行场景理解、环境建模等复杂的感知任务。认知认知功能可为服务机器人提供智能化、个性化的服务，包含以下几个部分：知识库：用于存储和组织机器人所需的知识和信息。知识库包括事实、规则、概念等，以及它们之间的关系。机器人可以通过查询知识库来获取相关的知识；意图理解：使用自然语言处理和机器学习等技术，对用户的输入进行意图理解。通过分析用户的语言表达，平台可以识别用户的意图，例如用户的问题、需求或指令；知识推理：使用推理引擎和逻辑推理等技术，对知识库中的知识进行推理和推断。通过对知识的逻辑关系和规则进行推理，平台可以生成新的知识或推断出答案。决策任务规划：使用规划算法和优化技术，对机器人的任务进行规划和安排。任务规划可以包括任务分解、路径规划、资源分配等，以确保机器人能够高效地完成任务；异常决策：通过监测和分析机器人的运行状态，识别和处理异常情况。当机器人面临意外情控制机器人控制：云平台通过与机器人的通信接口，实现对机器人的远程控制。例如，平台可以发送指令给机器人，控制其移动、执行特定任务、与环境交互等；机器人状态监控：云平台可以实时监控机器人的状态，包括位置、传感器数据、电量等。通过对机器人状态的监控，了解机器人的运行情况，并做出相应的控制决策；机器人任务及优先级管理：云平台管理机器人的任务队列，并根据任务的优先级进行调度和分配。平台可以根据任务的紧急程度、资源需求等因素，合理安排机器人的任务执行顺序；机器人异常行为处理：云平台可以检测和处理机器人的异常行为。当机器人出现故障、遇到协同计算应用层APIC/S服务机器人接口可视化交互远程控制与参数配置应用层应支持通过远程控制软件和远程配置工具等远程方式对机器人进行控制和配置参数。安全管理基础设施安全IaaSIaaS安全主要包括以下三个方面：虚拟机安全，包括虚拟机中的端口管控、外设安全、防病毒、漏洞扫描以及入侵检测等；虚拟网络安全，包括云平台上东西向的网络防护，包括流量审计、访问控制、入侵检测与防ARP虚拟存储安全，包括虚机磁盘、镜像、快照的存储加密、完整性保护、迁移加密和访问控制。PaaSPaaS安全主要包括以下三个方面：服务安全，包括服务的访问控制、身份认证、Web接口安全，包括接入认证鉴权、接口通信加密、传输数据完整性、DDos数据安全方面，包括数据的访问控制、认证鉴权、数据分类、数据脱敏等。SaaSSaaS安全主要包括防护应用安全，包括应用身份认证、应用访问控制、Web应用防护应用数据加密以及应用行为审计等。云安全管