智能科学与技术学报 ›› 2022, Vol. 4 ›› Issue (1): 118-128.doi: 10.11959/j.issn.2096-6652.202201

所属专题： 边缘计算

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面向KubeEdge边缘计算系统应用研究

赵航1,2, 刘胜1, 罗坤1, 陈世超1, 孔令辉3, 贾凡1,4   

  1. 1 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室，北京 100190
    2 中国科学院空天信息创新研究院，北京100094
    3 中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室，北京 100190
    4 墨尔本大学工程学院，澳大利亚 墨尔本 3051
  • 修回日期:2021-04-01 出版日期:2022-03-15 发布日期:2022-03-01
  • 作者简介:赵航（1999− ），男，中国科学院空天信息创新研究院硕士生，主要研究方向为边缘计算
    刘胜（1978− ），男，中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室副研究员，主要研究方向为组合优化、建模仿真、切割和布局问题等
    罗坤（1992− ），男，中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室硕士生，中国科学院大学人工智能学院硕士生，主要研究方向为边缘计算、机器人
    陈世超（1987− ），男，中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室助理研究员，主要研究方向为边缘计算、工业物联网、机器学习等
    孔令辉（1999− ），男，中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室硕士生，主要研究方向为类脑计算与脑机接口
    贾凡（1996− ），男，墨尔本大学工程学院硕士生，主要研究方向为边缘计算、物联网、分布式系统等
  • 基金资助:
    国家重点研发计划基金资助项目(2018YFB1700602);国家自然科学基金资助项目(61773381);国家自然科学基金资助项目(61773382);国家自然科学基金资助项目(61872365);北京市自然科学基金资助项目(4182065)

Research on application of edge computing system based on KubeEdge

Hang ZHAO1,2, Sheng LIU1, Kun LUO1, Shichao CHEN1, Linghui KONG3, Fan JIA1,4   

  1. 1 The State Key Laboratory for Management and Control of Complex Systems, Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
    2 Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
    3 National Laboratory of Pattern Recognition Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
    4 School of Engineering, University of Melbourne, Melbourne 3051, Australia
  • Revised:2021-04-01 Online:2022-03-15 Published:2022-03-01
  • Supported by:
    The National Key Research and Development Program of China(2018YFB1700602);The National Natural Science Foundation of China(61773381);The National Natural Science Foundation of China(61773382);The National Natural Science Foundation of China(61872365);Beijing Natural Science Foundation(4182065)

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摘要：

随着物联网的快速发展，传统的以云计算为中心的数据处理方式显现出诸多问题，如带宽占用大、高时延等。而边缘计算以低时延、高可靠的数据处理方式成为云计算的有利补充。主要对面向云边协同的 KubeEdge边缘计算系统及其应用展开全面的讨论与分析。首先对KubeEdge边缘计算系统的架构、功能、关键技术进行了详细的介绍；其次将KubeEdge边缘计算系统应用于双臂协作机器人零部件装配的场景，对面向机器人装配场景的 KubeEdge 云边协同系统的功能和性能进行了全面、系统的分析与测试。测试结果显示，基于云边协同的KubeEdge边缘计算系统可以较好地满足机器人零部件装配场景的功能和应用需求，为KubeEdge边缘计算系统的实际应用提供了基础参考。

关键词: 边缘计算, KubeEdge, 云边协同, 机器人

Abstract:

With the increasing development of Internet of things, traditional data processing methods based on cloud computing have shown many problems, such as high bandwidth occupation and time delay.Edge computing can be a supplement for cloud computing with the characteristics of low latency and high reliability to process data.The KubeEdge edge computing system and its application were mainly discussed and analyzed.Firstly, the system architecture, functions, and key technologies of KubeEdge were introduced.Secondly, the KubeEdge was applied to the parts assembly scenario with dual-arm cooperative robot, and the functions and performances of a cloud-edge collaboration system based on KubeEdge for the robot assembly application were analyzed and tested.The experimental results show that the system can satisfy the functional and application requirements of the scenario, which also provides basic reference and guidance for practical applications of KubeEdge.

Key words: edge computing, KubeEdge, cloud-edge collaboration, robot

中图分类号: 

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