连接关系检测系统、信息处理装置以及连接关系检测方法
【专利说明】连接关系检测系统、信息处理装置以及连接关系检测方法
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请基于并且要求2014年11月11日提交的日本专利申请N0.2014-229024的优先权的利益，其公开内容在此整体援引加入进来。
【背景技术】
[0003]本发明涉及连接关系检测系统、信息处理装置和连接关系检测方法，并且涉及例如检测多个模块的连接关系的技术。
[0004]日本待审专利申请公开N0.2003-132373公开了一种系统，其对象在于有效生成表示实际对象的三维虚拟模型。日本待审专利申请公开N0.2003-132373中公开的系统包括多个组件和信息处理系统。多个组件可以形成物理模型。
[0005]每个组件包括控制器。控制器检测另一组件的存在以及与之的连接。关于此，该控制器通过根据无线电信号检测控制器与另一组件之间的最短距离或者检测连接器中的机械运动量来检测另一组件的存在以及与之的连接。进而，控制器通过无线通信发射用于标识与另一组件的连接的信息到信息处理系统。信息处理系统通过使用从控制器发射的信息来生成对应于物理模型的虚拟模型。
【发明内容】
[0006]但是，当日本待审专利申请公开N0.2003-132373中公开的控制器是一组件时，存在系统成本高且消耗高功率的问题。
[0007]例如，该控制器根据无线电信号检测控制器和另一组件之间的最短距离。但是，有必要基于无线电信号的无线电波强度来检测精细距离差，且基于该检测结果计算最短距离的算法是有必要的。
[0008]进而，该控制器从另一观点检测连接器中的机械运动量。但是，可以标识机械运动量的电极需要提供给每个连接器。也就是，不仅检测算法而且连接器的物理性状也变得复杂O
[0009]如上所述，在日本待审专利申请公开N0.2003-132373中所公开的系统中，需要将可以检测精细距离差的高灵敏无线电信号传感器以及包括能够执行复杂算法的CPU(中央处理单元)的高功能性控制器安装到每个组件上，并且因此存在系统变得高成本且消耗高功率的问题。
[0010]通过描述以及描述的附图，其他问题和新的特征将变得显而易见。
[0011 ]根据一个实施例，当将包括多个连接端口的多个模块通过连接端口彼此相连时，连接关系检测系统连接模块内的连接端口，且检测通过模块而新识别的模块，作为连接到模块的模块，其中连接端口进行连接。
[0012]根据上面的实施例，有可能降低成本和功耗。
【附图说明】
[0013]通过对下面对特定实施例的描述并结合附图，上面的和其他的方面、优点和特征将变得更加显而易见，在附图中:
[0014]图1是图示说明第一实施例的概要的视图；
[0015]图2是图示说明根据第一实施例的模块的示例的视图；
[0016]图3是图示说明根据第一实施例的虚拟模型生成系统的示意配置的视图；
[0017]图4是图示说明根据第一实施例的连接改变功能的示意配置的视图；
[0018]图5是图示说明根据第一实施例的模块的连接示例的视图；
[0019]图6是图示说明根据第一实施例的虚拟模型生成系统的示意操作的流程图；
[0020]图7是图示说明根据第一实施例的虚拟模型生成系统的连接关系获取处理的示意操作的流程图；
[0021 ]图8是图示说明根据第一实施例的虚拟模块生成系统的配置的视图；
[0022]图9是图示说明根据第一实施例的服务器的配置的视图；
[0023]图10是图示说明根据第一实施例的每个数据块的信息和模块ID关联数据块之间的关系的视图；
[0024]图11是图示说明根据第一实施例的服务器的硬件配置的视图；
[0025]图12是图示说明根据第一实施例的主机的配置的视图；
[0026]图13是图示说明根据第一实施例的主机的硬件配置的视图；
[0027]图14是图示说明根据第一实施例的模块的配置的视图；
[0028]图15是根据第一实施例的模块的第一配置示例的视图；
[0029]图16是图示说明根据第一实施例的模块的第一配置示例的硬件配置的视图；
[0030]图17是图示说明根据第一实施例的模块的第二配置示例的视图；
[0031]图18是图示说明根据第一实施例的模块的第二配置示例的硬件配置的视图；
[0032]图19是图示说明根据第一实施例的虚拟模型生成系统的操作的流程图；
[0033]图20是图示说明根据第一实施例的虚拟模型生成系统的连接关系获取处理的操作的流程图；
[0034]图21是图示说明根据第一实施例的服务器的操作的流程图；
[0035]图22是图示说明根据第一实施例的主机的操作的流程图；
[0036]图23是概念上图示说明根据第一实施例的主机的递归循环处理的程序示例的视图；
[0037]图24是图示说明根据第一实施例的主机的预处理的操作的流程图；
[0038]图25是图示说明根据第一实施例的主机的模块ID列表获取处理的操作的流程图；
[0039]图26是图示说明I2C的帧格式的视图；
[0040]图27是图示说明根据第一实施例的模块的操作的流程图；
[0041]图28是图示说明根据第一实施例的模块M的连接示例中的第一状态的视图；
[0042]图29是图示说明图28中所图示说明的第一状态中的连接检测数据库的信息的视图；
[0043]图30是图示说明根据第一实施例的模块M的连接示例中的第二状态的视图；
[0044]图31是图示说明图30中所图示说明的第二状态中的连接检测数据库的信息的视图；
[0045]图32是图示说明根据第二实施例的主机和模块的配置的视图；
[0046]图33是图示说明根据第三实施例的模块和连接零件的视图；
[0047]图34是图示说明根据第四实施例的主机的配置的视图；
[0048]图35是图示说明根据第五实施例的主机和模块的配置的视图；
[0049]图36是图示说明根据另一实施例的虚拟模型生成系统的连接关系获取处理的操作的流程图；以及
[0050]图37是图示说明根据另一实施例的连接关系检测系统的示意配置的视图。
【具体实施方式】
[0051]下面将结合附图来描述优选实施例。下面的实施例中描述的具体数值是示例性的，以便帮助本领域普通技术人员容易理解发明，并且不限于这些，除非特别指出。进而，对于本领域普通技术人员来说显然的事实将在下面的描述和附图中被可选地忽略且简化以便澄清描述。
[0052]〈第一实施例〉
[0053](第一实施例的概要)
[0054]首先，将结合图1来描述第一实施例的概要。在第一实施例中，能够通过连接每个模块如同组装块而创建家用电器(下面也被称为“家用电子”)或操作器具的平台通常是应用对象。
[0055]这样的平台(I)首先组装实际事物且模拟运动或者(2)根据在软件上组装的模型来模拟运动然后组装实际事物。但是，当执行上述(I)时，存在注册相同模型的问题，因为实际事物在软件中非常烦人。进而，当执行上述(2)时，存在难以检查实际事物能否类似于软件上组装的模型而组装的问题。
[0056]由于上面的原因，组装实际事物然后自动重现实际事物的物理形状和连接关系并且可视化实际事物的功能是便利的。实现这样的功能的系统将在第一实施例中描述。
[0057]用户通过将多个模型彼此相连能够创建物理模型。这个物理模型配置例如上面的家用电子或器具。每个模型通过包括在每个模块中的连接端口而连接。每个模块包括至少一个连接端口。连接端口的数量可以每个模块而不同。每个模块中包括的每个连接端口通过在该模块中构建的控制设备而彼此相连。
[0058]主机计算机(PC:个人计算机)连接到配置物理模型的多个模块之一。主机计算机下面也将被称为“主机”。主机可以与要与主机相连的模块通信。主机可以与也通过该模块连接的其他模块通信。主机通过与配置物理模型的多个模块中的每个通信来检查多个模块的连接关系。主机生成通过基于这样检查的多个模块的连接关系而在软件上重现物理模型而获得的虚拟模型。
[0059]进而，根据一个方面，主机可以基于生成的虚拟模型来执行物理模拟。因此，用户在执行上述的(I)时可以跳过在软件中注册物理模型(实际事物)的劳动。
[0060]进而，根据另一方面，主机可以比较生成的虚拟模型和在软件上组装的模型(设计数据)，并且检查在虚拟模型和所述模型之间是否存在差异。因此，当执行上述的(2)时，有可能容易地检查实际事物是否能够类似于在软件上组装的模型而被组装。进而，通过突出对应于在软件上组装的模型与生成的虚拟模型中的比较出差异的部分，有可能容易地识别出差异。
[0061]随后，将结合图2来描述根据第一实施例的模块的示例。用于创建物理模型的模块可以简单地是例如图2中所图示的±夬]\&1和Mb。
[0062]模块Ma包括在顶表面和侧表面的一些平面的每个上的一个凸部。每个凸部c包括连接端口 P。在此，凸部布置在模块Ma的侧表面的三个平面上，可以在图2中可视地检查。进而，模块Ma包括在底表面和侧表面的一些平面的每个上的一个凹部。凹部包括连接端口 P(未图示)。在此，凹部布置在模块Ma的侧表面的三个平面中，不能在图2中可视地检查。模块Ma的主体部分的形状优选是立方体的，除了凸部和凹部。
[0063 ]模块Ma的凸部c可以与另一模块Ma的凹部相连。通过连接模块Ma的凸部c和另一模块Ma的凹部，凸部c的连接端口 P和凹部的连接端口 P相连接。
[0064]模块Mb包括在模块Mb的顶表面中的四个凸部C。每个凸部c包括连接端口p。进而，模块Mb包括在模块Mb的底表面中的四个凹部(未图示)。每个凹部包括连接端口 p(未图示)。此外，模块Mb的侧表面不包括凸部c和凹部，是平坦的。模块Mb的主体部分的形状优选是长方体的，除了凸部c和凹部。
[0065]模块Mb的四个凸部c可以连接到另一模块Mb的四个凹部。通过移位和连接模块Mb和另一模块Mb，多个凸部之一和凹部可以连接。通过连接模块Mb的凸部c和另一模块Mb的凹部，连接凸部c的连接端口 P和凹部的连接端口 P。
[0066]模块的形状不限于上面的示例。例如，当由多个模块创建的物理模型是家用电子或器具时，更复杂形状的模型可以根据物理模型的形状而被采用。
[0067]进而，模块的电气和机械连接形状不限于上面的示例。例如，一种诸如能够通过插接而电气和机械连接的USB连接器或通过插接和螺丝而电气和机械连接的D-SUB(—种用于显示连接的连接器)的方法可以被采用作为一种类似于上面示例而同时建立电气连接和机械连接的方法。
[0068](第一实施例的示意配置)
[0069]接下来，将结合图3来描述根据第一实施例的虚拟模型生成系统I的示意配置。如图3中所图示，虚拟模型生成系统I包括主机2和多个模块Ml和M2。此后，将描述两个模块Ml和M2形成物理模型的示例。但是，模块的数目不限于此。进而，模块M1、M2、…和Mn(n是等于或大于2的正整数)将也被称为“模块M”，除非特别区分。
[0070]主机2与模块Ml相连。模块Ml与模块M2相连。主机2可以与模块Ml通信。进而，主机2可以与模块2通过模块Ml通信。
[0071]主机2包括连接检测功能10和虚拟模型生成功能11。连接检测功能10通过与多个模块Ml和M2中每个通信来检测多个模块Ml和M2的连接关系。虚拟模型生成功能11基于由连接检测功能10检测到的多个模块Ml和M2的连接关系来生成表示由多个模块Ml和M2构成的物理模型的虚拟模型。
[0072 ]模块Ml和M2中每个包括连接改变功能12、模块ID管理功能19和多个连接端口 p I到ρ4 ο连接改变功能12改变模块Ml和M2内的多个连接端口 PI到p4的连接状态。模块ID管理功能19掌控模块ID。每个模块ID是唯一指示模块的信息。因此，模块Ml的模块ID管理功能19中包括的模块ID和模块M2的模块ID管理功能19中包括的模块ID是不同的。此外，下面将描述模块Ml和M2包括四个连接端口pi到p4的示例。但是，每个模块M中包括的连接端口的数目不限于此。进而，连接端口 pl、p2、…和pn(n是等于或大于2的正整数)将也被称为“连接端口P”，除非特别区分。
[0073]连接检测功能10可以请求模块Ml和M2中的每个改变在模块Ml和M2每个内部的多个连接端口 Pl到P4的连接状态。模块Ml和M2中每个的连接改变功能12改变连接端口 p I到p4的连接状态以响应于来自连接检测功能10的请求。
[0074]在此，连接主机2和模块Ml的连接端口pi。也就是，电气连接主机2和模块Ml。因此，主机2可以与模块Ml通信。进而，连接Ml的连接端口 p2和模块M2的连接端口 pi。也就是，电气连接模块Ml和模块M2。
[0075]因此，当在模块Ml内连接连接端口PI和连接端口 p2时，主机2与模块M2通过模块Ml相连。也就是，主机2与模块M2电气相连。因此，在此情况下，主机2可以与模块M2通信。同时，当在模块Ml内没有连接连接端口 pi和连接端口 p2时，主机2与模块M2不相连。也就是，主机2和模块M2电气断开。因此，在此情况下，主机2不能与模块M2通信。
[0076]因此，当在模块Ml内连接连接端口pi和p2时，主机2可以与模块Ml和模块M2通信。同时，当在模块Ml内不连接连接端口pi和p2时，主机2可以与模块Ml通信但不能与模块M2通信。也就是，主机2和模块M2是否能够经由模块Ml通信取决于模块Ml内的连接端口 pi和p2的连接状态。换句话说，当在模块Ml内连接端口 PI和p2相连接且可以新执行与模块M2的通信时，模块M2对应于经由模块Ml连接的模块。
[0077]因此，连接检测功能1可以基于模块Ml和M2内的连接端口p I到p4的连接状态的改变以及关于是否能够执行与模块Ml和M2中每个的通信的改变来检测模块Ml和M2的连接关系O
[0078]是否能够进行与模块Ml和M2中每个的通信是基于连接检测功能10是否能够从模±夬祖和M2中每个获取模块Ml和M2中每个的模块ID而确定的。因此，关于是否能够进行与模±夬祖和M2中每个的通信的改变可以通过检测由连接检测功能10所获取的模块ID的数目的改变来检测。也就是，当模块Ml内的连接端口Pl和p2不连接时，连接检测功能10可以与模块Ml通信但不能与模块M2通信。因此，连接检测功能1可以从模块Ml获取模块Ml的模块ID但不能从模块M2获取模块M2的模块ID。同时，当连接端口pi和p2在模块Ml内连接时，连接检测功能10可以与模块Ml和模块M2通信。因此，连接检测功能10可以从模块Ml和模块M2获取模士夬Ml和模块M2的模块ID。
[0079]因此，当模块M2的模块ID通过在模块Ml内连接连接端口pi和p2而新获取时，连接检测功能10确定模块Ml与模块M2相连接。
[0080]因此，在第一实施例中，主机2通过在模块Ml内连接连接端口pi和p2，检测通过模J^Ml而新识别的模块M2，作为要连接到模块Ml的模块M2。
[0081]接下来，将结合图4来描述根据第一实施例的连接改变功能12的示意配置。如图4中所图示，模块Ml和M2中每个的连接改变功能12包括控制功能40和开关SW。此外，将结合图4来描述模块Ml和M2中每个包括两个连接端口 PI和p2的示例。
[0082]控制功能40将开关SW切换到开启或关闭以响应于来自主机2的请求。开关SW提供于连接端口 Pl和连接端口 p2之间。当被控制功能40切换到开启时，开关SW电气连接连接端口 Pl和连接端口 P2。当被控制功能40切换到关闭时，开关SW电气断开连接端口 pi和连接端口 p20
[0083]主机2发射作为用于请求模块Ml和M2中每个改变连接端口pi和p2的连接状态的信息的连接改变命令。该连接改变命令请求连接端口 pl和p2的连接或者请求连接端口 pi和p2的断开。
[0084]控制功能40根据来自主机2的连接改变命令而改变连接端口pi和p2的连接状态。也就是，控制功能40根据用于请求连接端口 pi和p2的连接的连接改变命令而将开关SW切换为开启并且连接连接端口 pl和p2。同时，控制功能40根据用于请求连接端口pi和p2的断开的连接改变命令而将开关SW切换为关闭并且断开连接端口 pi和p2。
[0085]在此，在第一实施例中，当模块Ml和M2中每个的开关SW切换到开启且所有模块都连接时，连接端口 Pl和连接端口 p2简单短路且因此所有模块Ml和M2连接到一个总线。因此，主机2可以确定模块Ml和M2是连接的，而不能确定直接连接的模块M是模块Ml还是模块M2。
[0086]因此，在第一实施例中，主机2首先将所有模块Ml和M2的开关SW切换为关闭。此外，模块Ml和M2中每个的开关SW可以预先被切换到关闭。在此状态下，主机2可以识别直接连接到主机2的模块M是模块Ml。接下来，主机2向模块Ml发射连接改变命令，用于请求连接端口Pl和P2的连接。模块Ml将开关SW切换为开启且连接连接端口 pi和p2。因此，主机2可以最新与模块M2通过模块Ml通信。因此，主机2可以识别模块M2是经由模块Ml连接的。
[0087]在第一实施例中，多个模块Ml和M2的连接关系是通过根据上面的操作一个接一个地连接模块Ml和M2来识别的。
[0088]接下来，将结合图5来描述根据以更复杂方式连接模块M的示例。在图5中所图示的示例中，虚拟模型生成系统I包括主机2和多个模块Ml和M7。
[0089]图5图示说明了由模块Ml到M7操作的将汽车组装为器具的示例。模块Ml起到电机的作用。模块M2、M3、M5和M7起到轮胎的作用。模块M4起到车架的作用。模块M6起到变速箱的作用。
[0090]模块Ml与起到左后轮作用的模块M2和起到右后轮作用的模块M3相连接。模块M4具有与模块Ml相连接的后部和与模块M6相连接的前部。模块M6与起到左前轮作用的模块M5和起到右前轮作用的模块M7相连接。
[0091]在图5中，模块Ml到M7中每个包括四个连接端口pi到p4和三个开关SWl到SW3。开关SWl到SW3中每个对应于连接端口 PI到p3中每个。此外，开关SWl、SW2、…和SWn