一种控制机器人的系统及方法与流程

1.本说明书涉及医疗器械领域，尤其涉及一种控制机器人的系统及方法。


背景技术：

2.随着机器人的发展，机器人广泛应用于医疗场景。在医疗场景中，机器人可以包括：临床医疗用机器人、护理机器人、医用教学机器人等。其中，临床医疗机器人通常为机械臂形态。
3.现有技术中，以临床医疗机器人为例，临床操作者可以通过手术现场的操作台控制临床医疗机器人进行手术，或者，可以通过手术现场实时的视频以及操控临床医疗机器人的计算机软件，控制临床医疗机器人进行手术。
4.然而，现有技术中在控制临床医疗机器人时，临床操作者通常位于操作台或计算机前，导致临床操作者视角受限，从而降低了控制临床医疗机器人的精度。


技术实现要素：

5.本说明书实施例提供一种控制机器人的系统及方法，以部分解决上述现有技术存在的问题。
6.本说明书实施例采用下述技术方案：
7.本说明书提供的一种控制机器人的系统，所述系统包括：混合现实设备、手术机器人，所述手术机器人设置在手术室中；
8.所述混合现实设备，用于通过预设的传感器，捕捉用户在所述混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对所述手术机器人对应的虚拟手术机器人的操作行为，根据所述操作行为，生成针对所述手术机器人的控制指令，并通过预设的数据传输协议对所述控制指令进行数据封装，得到封装后的数据包，将所述数据包发送给所述手术机器人；
9.所述手术机器人，用于接收所述混合现实设备发送的数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述控制指令，根据所述控制指令，控制所述手术机器人进行手术。
10.可选地，所述系统还包括：环境采集设备，所述混合现实设备包括：虚拟手术环境构建装置；
11.所述环境采集设备，用于采集所述手术机器人所处的手术室的环境信息，并将采集到的环境信息发送给所述混合现实设备，其中，所述环境信息包括：所述手术室内各物体的位姿信息；
12.所述虚拟手术环境构建装置，用于根据所述混合现实设备接收到的所述环境信息以及预先建立的手术室的室内三维模型，构建所述虚拟手术环境。
13.可选地，所述室内三维模型包括：手术机器人模型、手术台模型、患者模型。
14.可选地，所述环境采集设备，还用于响应于所述手术机器人基于所述控制指令进行手术，采集所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时的位姿信息，并将所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时的位姿信息发送给所述混合现实设备；
15.所述手术机器人，还用于将所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时所监测到的运动信息发送给所述混合现实设备；
16.所述虚拟手术环境构建装置，还用于根据所述混合现实设备接收到的所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时的位姿信息以及所述运动信息，对所述虚拟手术环境进行更新。
17.可选地，所述手术机器人安装有定位光源标记物，所述定位光源标记物用于向所述环境采集设备反射或发射光线；所述环境采集设备通过支架或通过吊装的方式固定在指定位置上；
18.所述环境采集设备，还用于基于所述手术机器人上的定位光源标记物反射或发射的光线，实时采集所述手术机器人的位姿信息。
19.可选地，所述混合现实设备，还用于响应于用户基于各调整方式对所述虚拟手术环境的调整操作行为，向所述用户展示调整后的虚拟手术环境，其中，所述各调整方式包括：语音、手势和注视中的至少一种，所述调整操作行为包括：移动、旋转和缩放中的至少一种。
20.可选地，所述混合现实设备包括：第一通信装置；所述手术机器人包括：机械臂、控制装置、第二通信装置；
21.所述第一通信装置，用于将所述数据包发送给所述第二通信装置；
22.所述第二通信装置，用于接收所述数据包，对所述数据包进行解析，得到所述混合现实设备发送的控制指令，并将所述控制指令发送给所述控制装置；
23.所述控制装置，用于接收所述控制指令，对所述控制指令中携带的操作数据按照所述机械臂所在的坐标系进行转换，得到用于控制所述机械臂的实际操作数据，并根据所述实际操作数据，规划出所述机械臂的运动轨迹，以使所述机械臂基于所述运动轨迹进行运动。
24.本说明书提供一种控制机器人的方法，所述方法应用于混合现实设备，所述方法包括：
25.所述混合现实设备通过预设的传感器，捕捉用户在所述混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对所述手术机器人对应的虚拟手术机器人的操作行为；
26.根据所述操作行为，生成针对所述手术机器人的控制指令；
27.通过预设的数据传输协议对所述控制指令进行数据封装，得到封装后的数据包，并将所述数据包发送给所述手术机器人，以使所述手术机器人接收所述混合现实设备发送的数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述控制指令，以根据所述控制指令，控制所述手术机器人进行手术。
28.可选地，构建虚拟手术环境，具体包括：
29.接收环境信息，并根据所述环境信息以及预先建立的手术室的室内三维模型，构建虚拟手术环境，其中，所述环境信息是由环境采集设备采集到手术机器人所处的手术室的环境信息后发送给所述混合现实设备的，所述环境信息包括：所述手术室内各物体的位姿信息。
30.可选地，所述方法还包括：
31.根据接收到的所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时的位姿信息以及运
动信息，对所述虚拟手术环境进行更新，其中，所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时的位姿信息是所述环境采集设备采集的，所述运动信息是所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时所监测到的。
32.可选地，所述方法还包括：
33.响应于用户基于各调整方式对所述虚拟手术环境的调整操作行为，向所述用户展示调整后的虚拟手术环境，其中，所述各调整方式包括：语音、手势和注视中的至少一种，所述调整操作行为包括：移动、旋转和缩放中的至少一种。
34.本说明书提供一种控制机器人的方法，所述方法应用于手术机器人，所述方法包括：
35.所述手术机器人接收混合现实设备发送的数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述控制指令，其中，所述数据包是所述混合现实设备通过预设的传感器，捕捉用户在所述混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对所述手术机器人对应的虚拟手术机器人的操作行为后，根据所述操作行为，生成针对所述手术机器人的控制指令，并通过预设的数据传输协议对所述控制指令进行数据封装所得到并发送给所述手术机器人的；
36.根据所述控制指令，控制所述手术机器人进行手术。
37.可选地，所述手术机器人包括：机械臂；
38.根据所述控制指令，控制所述手术机器人进行手术，具体包括：
39.对所述控制指令中携带的操作数据按照所述机械臂所在的坐标系进行转换，得到用于控制所述机械臂的实际操作数据；
40.根据所述实际操作数据，规划出所述机械臂的运动轨迹；
41.基于所述运动轨迹，控制所述机械臂进行运动，以使所述手术机器人进行手术。
42.本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
43.本说明书实施例中可以通过混合现实设备构建出虚拟手术环境，然后，用户可以对虚拟手术环境中的虚拟手术机器人进行操作。混合现实设备根据用户对虚拟手术机器人的操作行为生成控制指令，并发送给手术机器人，手术机器人根据控制指令控制手术机器人进行手术。在此方法中，由于混合现实设备构建的虚拟手术环境是可以随意切换观测角度的，所以，用户通过对虚拟手术环境中的虚拟手术机器人的控制间接控制手术机器人，不再受限于视角，这样，可以提高用户控制手术机器人的精度。
附图说明
44.此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：
45.图1为本说明书实施例提供的构建虚拟手术环境的交互图；
46.图2a～图2b为本说明书实施例提供的手术环境的场景图；
47.图3为本说明书实施例提供的控制机器人的交互图；
48.图4为本说明书实施例提供的一种控制机器人的流程示意图；
49.图5为本说明书实施例提供的另一种控制机器人的流程示意图；
50.图6为本说明书实施例提供的一种控制机器人的装置结构示意图；
51.图7为本说明书实施例提供的另一种控制机器人的装置结构示意图。
具体实施方式
52.本说明书提供的控制机器人的方法旨在通过混合现实设备将真实的手术环境(手术室)进行模拟重现，得到虚拟手术环境，用户可以基于虚拟手术环境，对虚拟手术环境进行任意角度的观测，并通过对虚拟手术环境中的虚拟手术机器人的操作，以此来操作手术机器人。
53.为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。
54.以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。
55.在本说明书实施例中，本说明书提供一种控制机器人的系统，该系统可以包括：混合现实设备、手术机器人、环境采集设备。其中，混合现实设备可以是能够实现在现实世界中引入虚拟场景的设备，虚拟场景可以以全息影像的形式展示，比如：头戴式混合现实设备hololens、magic leap等。手术机器人的大部分形态为机械臂，用户可以操作机械臂进行手术。用户可以是医疗场景中的手术操作者。环境采集设备可以用于采集手术机器人所处的手术室内各物体的空间位姿信息，以及跟踪手术机器人的机械臂的运动轨迹。环境采集设备可以是光学定位仪、红外定位仪等。
56.需要说明的是，在本说明书中“手术机器人”是真实存在于手术室中的，“虚拟手术机器人”是虚拟手术环境中的模拟的手术机器人。
57.另外，本说明书中的混合现实设备可以包括：传感器、第一通信装置、虚拟手术环境构建装置。传感器可以用于捕捉用户对虚拟手术环境的操作行为。第一通信装置用于将控制指令发送给手术机器人。虚拟手术环境构建装置用于构建并更新虚拟手术环境。
58.手术机器人可以包括：第二通信装置、机械臂、控制装置。第二通信装置用于接收控制指令。机械臂用于执行控制指令，以此进行手术。控制装置用于控制机械臂运动。
59.在用户对手术机器人控制之前，本说明书实施例提供一种构建虚拟手术环境的交互图，如图1所示。在图1中，主要体现环境采集设备与混合现实设备之间的关于构建虚拟手术环境的交互过程。
60.在本说明书实施例中，可以根据手术机器人所处的手术室内的各物体的外观及结构，建立各物体的三维模型。其中，手术室内的各物体的三维模型可以包括：手术机器人模型、手术台模型、患者模型、墙壁模型、地面模型等。
61.另外，可以通过人工测量数据、三维扫描仪、ct机等方式，建立各物体的三维模型。
62.然后，环境采集设备实时采集手术机器人所处的手术室的环境信息，并将采集到的环境信息发送给混合现实设备。其中，环境信息包括：手术室内各物体的位姿信息，位姿信息可以表示各物体处于真实空间中的位置和姿态。混合现实设备中的虚拟手术环境构建装置根据接收的环境采集设备发送的环境信息，以及建立的各物体的三维模型，构建虚拟手术环境。也就是，通过混合现实设备中的虚拟手术环境构建装置将手术机器人所处的真实手术环境模拟出来，得到虚拟手术环境。如图2a～图2b所示。
63.在图2a～图2b中，手术环境中可以包含(虚拟)手术机器人、手术台、患者。其中，图2a为真实手术环境，真实手术环境中包括手术机器人，图2b为虚拟手术环境，虚拟手术环境中包括虚拟手术机器人。
64.环境采集设备在获取动态物体(包括手术机器人)的位姿信息时，环境采集设备可以实时采集各动态物体安装的定位光源标记物的位姿，确定各动态物体的位姿信息，即，追踪动态物体的运动状态。其中，定位光源标记物可以用于被动式反射光线或主动式发射光线，即，定位光源标记物可以是marker点。也就是，定位光源标记物可以向环境采集设备反射或发射光线。环境采集设备基于手术机器人上的定位光源标记物反射或发射的光线，实时采集手术机器人的位姿信息。
65.需要说明的是，在构建虚拟手术环境时，可以根据实际需求，对真实手术环境进行局部建立三维模型并构建局部的虚拟手术环境，比如：只建立手术机器人中的机械臂末端的三维模型或只构建机械臂的操作对象的三维模型等。
66.在构建虚拟手术环境之后，用户可以基于虚拟手术环境对手术机器人进行控制。即，本说明书实施例提供一种控制机器人的交互图，如图3所示。在图3中，主要体现混合现实设备、手术机器人之间的用户操作手术机器人的交互过程。
67.当用户基于虚拟手术环境操作手术机器人时，混合现实设备可以通过预设的传感器，捕捉用户在混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对手术机器人对应的虚拟手术机器人的操作行为。然后，根据操作行为，生成针对手术机器人的控制指令，并将控制指令发送给手术机器人。其中，操作行为可以包括：调整操作行为、手术执行操作行为等。调整操作行为是指用户对虚拟手术环境查看时的操作行为，手术执行操作行为是指用户控制虚拟手术机器人执行手术时的操作行为。
68.用户可以先通过混合现实设备查看混合现实设备构建的虚拟手术环境。具体的，用户可以根据各调整方式对所述虚拟手术环境的调整操作行为，混合现实设备通过预设的传感器，捕捉用户到用户的调整操作行为后，向用户展示调整后的虚拟手术环境。其中，各调整方式包括：语音、手势和注视中的至少一种，调整操作行为包括：移动、旋转和缩放中的至少一种。
69.用户对虚拟手术环境进行调整操作行为的过程中，用户可以对虚拟手术环境中的虚拟手术机器人进行操作。具体的，混合现实设备通过预设的传感器，捕捉用户在混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对手术机器人对应的虚拟手术机器人的手术执行操作行为。
70.混合现实设备根据用户对虚拟手术机器人的手术执行操作行为，生成针对虚拟手术机器人对应的手术机器人的控制指令，并将控制指令发送给手术机器人。手术机器人接收混合现实设备发送的控制指令，并基于控制指令，控制手术机器人进行手术。
71.另外，为了获得真实手术环境中各物体更加全面的信息(比如：位姿信息、运动姿态等)，以此提高用户对手术机器人的控制精度，用户可以通过摄像头采集的视频信息以及虚拟手术环境，对虚拟手术机器人进行操作。
72.在图3中的交互过程中，混合现实设备可以将用户对虚拟手术机器人的手术执行操作行为转换成对手术机器人的操作，从而实现用户对手术机器人的操作。在此过程中，用户可以任意观测角度查看虚拟手术环境中的各虚拟物体，这样，用户不会局限于观测视角，从而提高控制手术机器人的精度。
73.基于上述图3所示的交互过程，混合现实设备将用户对虚拟手术机器人的手术执行操作行为转换成对手术机器人的操作的具体交互过程如下：
74.用户可以通过语音、手势、注视等操作方式，对混合现实设备构建的虚拟手术环境中的虚拟手术机器人进行操作。比如：用户可以按动虚拟按钮、扳动虚拟操作杆等方式，对虚拟手术机器人进行操作。其中，混合现实设备可以是头戴式混合现实设备。
75.混合现实设备中的传感器捕捉到用户对虚拟手术机器人的手术执行操作行为，生成针对手术机器人的控制指令，并将控制指令发送给混合现实设备中的第一通信装置。其中，控制指令中包含虚拟手术机器人的运动信息，运动信息可以包括：运动速度、运动轨迹、运动姿态(比如：旋转角度)等。
76.第一通信装置接收控制指令，并基于混合现实设备与手术机器人之间的数据传输协议，对控制指令进行数据封装，并将封装后的数据包发送给手术机器人。
77.手术机器人中的第二通信装置，接收混合设备发送的数据包，并基于混合现实设备与手术机器人之间的数据传输协议，对数据包进行解析，得到控制指令。然后，将控制指令发送给手术机器人中的控制装置。
78.控制装置接收控制指令之后，对控制指令中携带的操作数据按照机械臂所在的坐标系进行转换，得到用于控制机械臂的实际操作数据。控制装置根据实际操作数据，规划出机械臂的运动轨迹。然后，根据运动轨迹，控制机械臂按照规划出的运动轨迹进行运动，以使手术机器人进行手术。
79.基于图3所示的交互过程可以看出，用户并不是直接对手术机器人进行操作，而是对虚拟手术机器人操作后由网络通信反馈给手术机器人。这样，可以实现远程控制手术机器人，从而提高用户对控制手术机器人的便捷性。另外，在医疗场景中，用户不需要直接接触控制手术机器人的设备，有利于实现无菌化，并提高医疗安全性。此外，本说明书中可以采用头戴式混合现实设备，用户随时随地可以对手术机器人进行控制，有利于提高用户的工作效率。
80.此外，需要说明的是，虽然图3所示的交互过程可以应用于远程控制手术机器人，但是，图3所示的交互过程同样适用于手术机器人所处的真实手术环境(手术室)。
81.另外，在手术机器人基于控制指令进行手术时，通过支架或通过吊装的方式固定在指定位置上的环境采集设备可以根据手术机器人安装的定位光源标记物，采集手术机器人进行手术过程中机械臂的位姿信息，并将手术机器人进行手术过程中机械臂的位姿信息发送给虚拟手术环境构建装置。同时，手术机器人基于控制指令进行手术时所监测到的运动信息发送给虚拟手术环境构建装置。其中，手术机器人的运动信息可以包括：真实运动速度、真实运动轨迹、真实运动姿态(比如：真实旋转角度)等。
82.虚拟手术环境构建装置根据接收到的手术机器人进行手术过程中机械臂的位姿信息以及监测到的运动信息，对虚拟手术环境进行更新。也就是，对虚拟手术环境中的虚拟手术机器人的运动信息以及空间位姿进行更新。
83.本说明书实施例中，虚拟手术环境构建装置实时对虚拟手术环境进行更新，可以保证虚拟手术环境的实时性，从而提高用户对手术机器人的控制精度。
84.基于上述对构建并更新虚拟手术环境的说明以及用户通过虚拟手术机器人对手术机器人的控制的说明，本说明书实施例提供一种控制机器人的流程示意图，如图4所示，
图4所示的控制机器人的方法应用于混合现实设备。其中，图4所示的控制机器人的方法包括：
85.s400：所述混合现实设备通过预设的传感器，捕捉用户在所述混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对所述手术机器人对应的虚拟手术机器人的操作行为。
86.s402：根据所述操作行为，生成针对所述手术机器人的控制指令。
87.s404：通过预设的数据传输协议对所述控制指令进行数据封装，得到封装后的数据包，并将所述数据包发送给所述手术机器人，以使所述手术机器人接收所述混合现实设备发送的数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述控制指令，以根据所述控制指令，控制所述手术机器人进行手术。
88.此外，本说明书实施例提供另一种控制机器人的流程示意图，如图5所示，图5所示的控制机器人的方法应用于手术机器人。其中，图5所示的控制机器人的方法包括：
89.s500：所述手术机器人接收混合现实设备发送的数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述控制指令，其中，所述数据包是所述混合现实设备通过预设的传感器，捕捉用户在所述混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对所述手术机器人对应的虚拟手术机器人的操作行为后，根据所述操作行为，生成针对所述手术机器人的控制指令，并通过预设的数据传输协议对所述控制指令进行数据封装所得到并发送给所述手术机器人的。
90.s502：根据所述控制指令，控制所述手术机器人进行手术。
91.通过上述图1、图3所示的系统以及图4、图5所示的方法可见，本说明书可以通过混合现实设备构建出虚拟手术环境，然后，用户可以对虚拟手术环境进行随意角度的查看，并且，对虚拟手术环境中的虚拟手术机器人进行操作。混合现实设备根据用户对虚拟手术机器人的手术执行操作行为生成控制指令，并发送给手术机器人，手术机器人根据控制指令执行用户的手术执行操作行为。在此方法中，用户可以通过随意查看虚拟手术环境，并操作虚拟手术机器人来控制手术机器人，不再受限于视角，这样，可以提高用户控制手术机器人的精度。
92.以上为本说明书实施例提供的控制机器人的方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的装置、存储介质。
93.图6为本说明书实施例提供的一种控制机器人的装置的结构示意图，所述装置包括：
94.捕捉模块601，用于所述混合现实设备通过预设的传感器，捕捉用户在所述混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对所述手术机器人对应的虚拟手术机器人的操作行为；
95.生成模块602，用于根据所述操作行为，生成针对所述手术机器人的控制指令；
96.控制模块603，用于通过预设的数据传输协议对所述控制指令进行数据封装，得到封装后的数据包，并将所述数据包发送给所述手术机器人，以使所述手术机器人接收所述混合现实设备发送的数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述控制指令，以根据所述控制指令，控制所述手术机器人进行手术。
97.所述装置还包括：构建模块604、更新模块605、展示模块606；
98.构建模块604，用于接收环境信息，并根据所述环境信息以及预先建立的手术室的室内三维模型，构建虚拟手术环境，其中，所述环境信息是由环境采集设备采集到手术机器人所处的手术室的环境信息后发送给所述混合现实设备的，所述环境信息包括：所述手术
室内各物体的位姿信息。
99.更新模块605，用于根据接收到的所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时的位姿信息以及运动信息，对所述虚拟手术环境进行更新，其中，所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时的位姿信息是所述环境采集设备采集的，所述运动信息是所述手术机器人基于所述控制指令进行手术时所监测到的。
100.展示模块606，用于响应于用户基于各调整方式对所述虚拟手术环境的调整操作行为，向所述用户展示调整后的虚拟手术环境，其中，所述各调整方式包括：语音、手势和注视中的至少一种，所述调整操作行为包括：移动、旋转和缩放中的至少一种。
101.图7为本说明书实施例提供的另一种控制机器人的装置的结构示意图，所述装置包括：
102.解析模块701，用于所述手术机器人接收混合现实设备发送的数据包，并对所述数据包进行解析，得到所述控制指令，其中，所述数据包是所述混合现实设备通过预设的传感器，捕捉用户在所述混合现实设备构建出的虚拟手术环境内对所述手术机器人对应的虚拟手术机器人的操作行为后，根据所述操作行为，生成针对所述手术机器人的控制指令，并通过预设的数据传输协议对所述控制指令进行数据封装所得到并发送给所述手术机器人的。
103.控制模块702，用于根据所述控制指令，控制所述手术机器人进行手术。
104.所述手术机器人包括：机械臂；所述控制模块702，具体用于对所述控制指令中携带的操作数据按照所述机械臂所在的坐标系进行转换，得到用于控制所述机械臂的实际操作数据；根据所述实际操作数据，规划出所述机械臂的运动轨迹；基于所述运动轨迹，控制所述机械臂进行运动，以使所述手术机器人进行手术。
105.本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可用于执行上述图4、5提供的控制机器人的方法。
106.当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
107.在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(programmable logic device,pld)(例如现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片pld上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(hardware description language，hdl)，而hdl也并非仅有一种，而是有许多种，如abel(advanced boolean expression language)、ahdl(altera hardware description language)、confluence、cupl(cornell university programming language)、hdcal、jhdl
(java hardware description language)、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl(ruby hardware description language)等，目前最普遍使用的是vhdl(very-high-speed integrated circuit hardware description language)与verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
108.控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：arc 625d、atmel at91sam、microchip pic18f26k20以及silicone labs c8051f320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
109.上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
110.为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
111.本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
112.本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
113.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
114.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
115.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
116.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
117.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
118.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
119.本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
120.本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
121.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
122.以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。