專利名稱：在移動和固定數(shù)據(jù)處理裝置間通信的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在移動數(shù)據(jù)處理裝置和固定數(shù)據(jù)處理裝置之間通信的系統(tǒng)，其中，移動數(shù)據(jù)處理裝置特別是指在自動化系統(tǒng)和/或生產(chǎn)機械和/或機床或者是它們的一部分中的擴展現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域中的客戶機，其具有一安裝在移動數(shù)據(jù)處理裝置上的瀏覽器，用于和固定數(shù)據(jù)處理裝置通信。
背景技術(shù)：
這種系統(tǒng)和方法應(yīng)用在例如自動化技術(shù)領(lǐng)域中、在制造機械和機床中、在診斷/服務(wù)支持系統(tǒng)中以及對綜合組件、裝置和系統(tǒng)，例如車輛和工業(yè)機械和裝置中。一種特別優(yōu)選的應(yīng)用在于擴展現(xiàn)實AR(Augmented Reality)、一種新型的人-技術(shù)交互作用形式，其中，為使用者在其視野里插入信息，例如通過一個數(shù)據(jù)眼鏡。但是，這種插入是上下文相關(guān)的，即要適合所觀察的對象(例如組件)并由其導(dǎo)出。由此例如使安裝工人的實際視野通過插入的安裝提示而為其擴充重要的信息。在這種情況下擴展現(xiàn)實除了其他用途外，可以替代通常的安裝手冊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種在移動數(shù)據(jù)處理裝置和固定數(shù)據(jù)處理裝置之間通信的系統(tǒng)和方法，以實現(xiàn)現(xiàn)場的、特別是結(jié)合AR應(yīng)用的、有效的無線信息管理。
上述技術(shù)問題的解決是通過一種具有權(quán)利要求1和7所給出特征的系統(tǒng)和方法實現(xiàn)的。
擴展現(xiàn)實是一種新型的人技術(shù)交互作用形式，其中，為客戶在其視野里插入信息，例如通過一個數(shù)據(jù)眼鏡。但是，這種插入是上下文相關(guān)的，即要適合所觀察的對象(例如組件)并由其導(dǎo)出。因此通過插入的裝配提示，就可在例如裝配者的實際觀察范圍中增加了對裝配者來說很重要的信息。在這種情況下，擴展現(xiàn)實可以取代傳統(tǒng)的裝配手冊。這里提出的解決方案涉及在裝配以及服務(wù)和維護領(lǐng)域中使用擴展現(xiàn)實(AR)。
所提出的解決方案由一些移動系統(tǒng)組成，這些系統(tǒng)借助于無線傳輸技術(shù)與IT基本設(shè)施連接。這種與IT基本設(shè)施的連接是借助于常用的通信組件和Web技術(shù)實現(xiàn)的。在移動系統(tǒng)中有一個“空”的因特網(wǎng)瀏覽器。在需要時由瀏覽器補充裝入標(biāo)準(zhǔn)插入件(PDF，CAD，...)以及專用的擴展現(xiàn)實插入件。因特網(wǎng)瀏覽器和Web服務(wù)器通信，其為了準(zhǔn)備信息連接進其它組件·信息中介(InfoBroker)信息中介的任務(wù)是根據(jù)情況(Situationsgerecht)準(zhǔn)備信息。其中，信息中介利用當(dāng)前上下文(地點、工作狀況、所使用的EA裝置)以及信息模型。信息中介支持通過數(shù)據(jù)存儲量的自由導(dǎo)航。
·信息模型(InfoModell)信息模型是對信息空間的表示形式，并使得信息中介能夠在信息內(nèi)部導(dǎo)航，并獨立于下面的繼承系統(tǒng)訪問信息。
·繼承系統(tǒng)(例如，PMMS＝Plant Maintenance Management System，工廠維護管理系統(tǒng)，或者PMD＝Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)包含和存儲各種信息。
·EA裝置匹配(Adaption)用于用戶交互的信息是按自由表示(repraesentationsfrei)的方式建造的，而且是依賴于關(guān)于具體硬件特性的當(dāng)前上下文構(gòu)造的。這使得能夠簡便地更換交互裝置(例如通過顯示器或者語音輸出)。對自由表示的信息的描述借助于XML實現(xiàn)。
對另外的優(yōu)選結(jié)構(gòu)將由從屬權(quán)利要求并結(jié)合實施方式進行進一步解釋。


下面將結(jié)合附圖所示的實施方式對本發(fā)明作進一步的描述和說明，其中圖1表示一個在移動數(shù)據(jù)處理裝置和固定數(shù)據(jù)處理裝置之間基于Web通信的系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造的原理性方框圖。
具體實施例方式
圖1表示一個在移動數(shù)據(jù)處理裝置1和固定數(shù)據(jù)處理裝置3之間的基于Web通信的系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造的原理性方框圖。以下將移動數(shù)據(jù)處理裝置1稱為客戶機，其包括一個與固定數(shù)據(jù)處理裝置3的Web服務(wù)器8通信的因特網(wǎng)瀏覽器2，固定數(shù)據(jù)處理裝置3以下也稱為服務(wù)器。移動數(shù)據(jù)處理裝置1和固定數(shù)據(jù)處理裝置3之間的無線通信，通過一個無線通信網(wǎng)絡(luò)14實現(xiàn)。因特網(wǎng)瀏覽器2可以重新裝入所謂標(biāo)準(zhǔn)插入件10以及在需要時為擴展現(xiàn)實補充裝入一個特殊的AR插入件9。移動數(shù)據(jù)處理裝置1例如是以帶有顯示器10的移動裝置的形式，或者作為帶有數(shù)據(jù)眼鏡的頭戴受話器的變形構(gòu)成的。固定數(shù)據(jù)處理裝置除Web服務(wù)器8外還包括信息中介5、信息模型4、繼承系統(tǒng)7以及輸入/輸出設(shè)備6的匹配部件。該固定數(shù)據(jù)處理裝置3以計算機系統(tǒng)或單獨的計算機11、12、13的形式實現(xiàn)。
在裝配以及服務(wù)和維護環(huán)境中，需要執(zhí)行的操作越來越復(fù)雜，因此現(xiàn)場信息需求在增加。這些環(huán)境中的信息需求，如今通過多種多樣的解決方法得到滿足。在一端是純紙件文擋，在另一端則有利用可穿戴計算機的解決方案。但是，這些基于PC的解決辦法通常是專用的解決辦法，它們不能和IT基本設(shè)施干凈地聯(lián)網(wǎng)，因此會造成與中心系統(tǒng)的同步問題。當(dāng)今基于PC的移動解決辦法的另外一個缺點在于采納PC應(yīng)用的操作模式、而不是將手解放出來的應(yīng)用。此外，移動裝置上有應(yīng)用和數(shù)據(jù)，這就要以系統(tǒng)性能為前提。這種解決辦法只能有意義地用于少數(shù)應(yīng)用情形，因為它們不能簡單地被使用并且昂貴而造價高。
這里建議的解決方案涉及在裝配以及服務(wù)和維護中使用擴展現(xiàn)實(AR)。
所提出的解決方案由一些移動系統(tǒng)組成，這些系統(tǒng)借助于無線傳輸技術(shù)與IT基本設(shè)施相連接。與IT基本設(shè)施的這種連接是借助于常用的通信組件和Web技術(shù)實現(xiàn)的。在移動系統(tǒng)中有一個“空”的因特網(wǎng)瀏覽器。在需要時由瀏覽器補充裝入標(biāo)準(zhǔn)插入件(PDF，CAD，...)以及一個專用的擴展現(xiàn)實插入件。
因特網(wǎng)瀏覽器與Web服務(wù)器通信，為了準(zhǔn)備信息Web服務(wù)器被連接有進一步的組件·信息中介信息中介的任務(wù)是根據(jù)情況(Situationsgerecht)準(zhǔn)備信息。其中，信息中介利用當(dāng)前上下文(地點、工作狀況、所使用的EA裝置)以及信息模型。信息中介支持通過數(shù)據(jù)存儲量的自由導(dǎo)航。
·信息模型信息模型是對信息空間的表示形式，并使得信息中介能夠在信息內(nèi)部導(dǎo)航，并獨立于下面的繼承系統(tǒng)訪問信息。
·繼承系統(tǒng)(例如，PMMS，PMD)包含和存儲各種信息。
·EA裝置匹配用于用戶交互的信息是按自由表示(repraesentationsfrei)的方式建造的，而且是依賴于關(guān)于具體硬件特性的當(dāng)前上下文構(gòu)造的。這使得能夠簡便地更換交互裝置(例如通過顯示器或者語音輸出)。對自由表示的信息的描述借助于XML實現(xiàn)。
AR插入件AR插入件負責(zé)表示擴展的信息并與控制該表示所必需的(例如，語音交互作用)組件(同樣是可后裝載的)進行通信。
信息模型信息模型是信息空間的表示。信息模型通過附加信息(元信息)豐富起來(例如，內(nèi)容、標(biāo)題、關(guān)鍵詞)。這樣，也可以將搜索機制集成到系統(tǒng)中。實際的文檔保留在繼承系統(tǒng)中(例如，數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)、PDM2系統(tǒng)等)。也就是說，不需要多重保存數(shù)據(jù)。
移動裝置移動終端裝置主要需要因特網(wǎng)瀏覽器。因此，根據(jù)所期望的AR領(lǐng)域中不同的功能，可以使用從手掌尺寸PC(PalmsiezePC)到完整的可穿戴計算機。移動裝置所需的外設(shè)配置同樣取決于擴展的范圍。典型的外設(shè)裝置有·頭戴受話器用于通過語音進行交互·數(shù)據(jù)眼鏡用于在客戶的視野中直接插入信息·攝像機用于跟蹤、形成文檔等·跟蹤系統(tǒng)用于識別地點、視覺方向等無線通信因特網(wǎng)瀏覽器和Web服務(wù)器之間的通信采用不同的、分別適應(yīng)各自應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)，以無線的方式實現(xiàn)。例如·用于近距離通信的藍牙·無線LAN·用于遠距離的GSM/GPRS/UMTS傳輸信息的范圍將由AR系統(tǒng)與可供使用的帶寬相匹配。
本解決方案的優(yōu)點在于Web技術(shù)、擴展現(xiàn)實功能以及信息系統(tǒng)的結(jié)合形成了一個更具價值的DV系統(tǒng)，其具有下述優(yōu)點·瘦客戶機端口(Thin Client-Ansatz)在移動終端裝置領(lǐng)域中有很好的可伸縮性，因為在低端領(lǐng)域主要需要的是具有因特網(wǎng)瀏覽器的裝置。也就是說，也能夠使用不是基于PC的系統(tǒng)(具有重量、使用和成本的優(yōu)點)。
·捆綁入IT環(huán)境(Einbindung in IT-Landschaft)所建議的方案突出地適于與現(xiàn)存和將來的IT環(huán)境捆綁在一起(趨勢在Web技術(shù)方向)。這樣對用戶來說，無須個成本的同步就可實現(xiàn)高的數(shù)據(jù)一致性(Datendurchgaengigkeit)。
·自動配置通過將AR功能作為插入件實現(xiàn)，可以將全部應(yīng)用軟件通過通常的Web機制自動地再裝載。
·移動性通過輕巧、便于使用的終端裝置以及與IT基本設(shè)施的無線連接，為用戶提供了高的移動性。
·不用手支持的外設(shè)(頭戴受話器，數(shù)據(jù)眼鏡等)能夠使得在裝配、服務(wù)以及維護領(lǐng)域中不用手來工作。
·在線可能的將用戶與IT基本設(shè)施在線耦合，既可以在移動系統(tǒng)上又可以在后臺系統(tǒng)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的直接更新。
·使用標(biāo)準(zhǔn)通過使用Web標(biāo)準(zhǔn)，人們可以不斷參與該領(lǐng)域的進一步發(fā)展。這一方面是Web環(huán)境中新的協(xié)議/新的功能，另一方面是能夠訪問Web的移動設(shè)備的進一步發(fā)展。
權(quán)利要求
1.一種用于在移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)和固定數(shù)據(jù)處理裝置(3)之間通信的系統(tǒng)，其中，所述移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)特別是在自動化系統(tǒng)和/或制造機械和/或機床或者其部分中的擴展現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域中、具有安裝在移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)上的用于和固定數(shù)據(jù)處理裝置(3)通信的瀏覽器(2)的客戶機，其中，所述固定數(shù)據(jù)處理裝置(3)包括下列組成部分(4，5，6，7)服務(wù)器(8)，用于和移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)的瀏覽器(2)通信；信息中介(5)，用于根據(jù)情況提供信息，其中，該信息中介利用當(dāng)前上下文，特別是地點、工作狀態(tài)、所使用的EA裝置以及信息模型(4)；信息模型(4)，表示信息空間并允許信息中介(5)獨立于后續(xù)的繼承系統(tǒng)在信息內(nèi)導(dǎo)航和訪問信息；繼承系統(tǒng)(7)，其包含和存儲信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述固定數(shù)據(jù)處理裝置(3)還包括下列組成部分(6)EA裝置匹配，其中，用于用戶交互作用的信息是按自由表示的方式、并且依賴于關(guān)于具體硬件特性的當(dāng)前上下文建立的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，對所述自由表示的信息的描述是借助于XML(Extensible Markup Language，擴充標(biāo)記語言)實現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述客戶機包括一個AR插入件組件(9)，該組件負責(zé)擴展信息的表示，并與控制該表示(例如，語音交互作用)所需的組件(同樣是可以再裝載的)進行通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息模型(4)是信息空間的表示，其中，該模型通過附加信息(元信息)得到充實。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述在因特網(wǎng)瀏覽器(2)和Web服務(wù)器(8)之間的通信采用不同的、分別適應(yīng)各自應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)，以無線的方式實現(xiàn)，特別是采用用于近距離的藍牙技術(shù)；無線局域網(wǎng)；用于遠距離的GSM/GPRS/UMTS其中，傳輸信息的范圍由AR系統(tǒng)與可供使用的帶寬相匹配。
7.一種用于在移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)和固定數(shù)據(jù)處理裝置(3)之間通信的方法，其中，所述移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)特別是在自動化系統(tǒng)和/或制造機械和/或機床或者其部分中的擴展現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域中、具有安裝在移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)上的用于和固定數(shù)據(jù)處理裝置(3)通信的瀏覽器(2)的客戶機，其中，所述固定數(shù)據(jù)處理裝置(3)包括下列組成部分(4，5，6，7)服務(wù)器(8)，用于和移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)的瀏覽器(2)通信；信息中介(5)，用于根據(jù)情況提供信息，其中，該信息中介利用當(dāng)前上下文，特別是地點、工作狀態(tài)、所使用的EA裝置以及信息模型(4)；信息模型(4)，表示信息空間并允許信息中介(5)獨立于后續(xù)的繼承系統(tǒng)在信息內(nèi)導(dǎo)航和訪問信息；繼承系統(tǒng)(7)，其包含和存儲信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述固定數(shù)據(jù)處理裝置(3)還包括下列組成部分(6)EA裝置匹配，其中，用于用戶交互作用的信息是按自由表示的方式、并且依賴于關(guān)于具體硬件特性的當(dāng)前上下文建立的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，自由表示的信息的描述是借助于XML(Extensible Markup Language，擴充標(biāo)記語言)實現(xiàn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述客戶機包括一個AR插入件組件(9)，該組件負責(zé)擴展信息的表示，并與控制該表示(例如，語音交互作用)所需的組件(同樣是可以再裝載的)進行通信。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的方法，其特征在于，所述信息模型(4)是信息空間的一種表示，其中，該模型通過附加信息(元信息)得到充實。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項所述的方法，其特征在于，所述在因特網(wǎng)瀏覽器(2)和Web服務(wù)器(8)之間的通信采用不同的、分別適應(yīng)各自應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)，以無線的方式實現(xiàn)，特別是采用用于近距離的藍牙技術(shù)；無線局域網(wǎng)；用于遠距離的GSM/GPRS/UMTS其中，傳輸信息的范圍由AR系統(tǒng)與可供使用的帶寬相匹配。
13.一種移動數(shù)據(jù)處理裝置(1)，用于根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的系統(tǒng)和/或方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在移動數(shù)據(jù)處理裝置和固定數(shù)據(jù)處理裝置間通信的系統(tǒng)，其中，移動數(shù)據(jù)處理裝置特別是在自動化系統(tǒng)和/或制造機械和/或機床或者其部分中的擴展現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域中、具有安裝在其上的用于和固定數(shù)據(jù)處理裝置通信的瀏覽器的客戶機，其中，所述固定數(shù)據(jù)處理裝置包括服務(wù)器，用于和移動數(shù)據(jù)處理裝置的瀏覽器通信；信息中介，用于根據(jù)情況提供信息，其中，該信息中介利用當(dāng)前上下文，特別是地點、工作狀態(tài)、所使用的輸入輸出裝置以及信息模型；信息模型，表示信息空間并允許信息中介獨立于后續(xù)的繼承系統(tǒng)在信息內(nèi)導(dǎo)航和訪問信息；繼承系統(tǒng)，其包含和存儲信息。
文檔編號G06F17/30GK1447942SQ01814541
公開日2003年10月8日 申請日期2001年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月22日
發(fā)明者沃爾夫?qū)じダ锏吕锟? 梅迪·哈馬杜, 德克·揚, 布魯諾·基塞爾 申請人:西門子公司