基于C-S架構的模塊化移動機器人控制軟件模型的設計與實現(xiàn).pdf

1、移動機器人是個復雜的機電系統(tǒng)，涉及多個不同學科領域，需要多個子系統(tǒng)如通信系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)、決策系統(tǒng)等等，開發(fā)難度高。尤其是足球機器人系統(tǒng)，多機器人系統(tǒng)的開發(fā)面臨更多的難題。隨著硬件平臺化，復雜機電系統(tǒng)的硬件結構越來越相似。其功能的差別主要體現(xiàn)在軟件開發(fā)上。面對復雜機電系統(tǒng)軟件開發(fā)的難題，越來越多的學者提出機器人操作系統(tǒng)的概念，目的在于簡化機器人這些復雜機電系統(tǒng)的軟件開發(fā)流程和難度，硬件平臺的發(fā)展使這種想法的實現(xiàn)成為可能。本次結合模型驅

2、動、SOA基于組件的設計思想與足球機器人軟件系統(tǒng)的特點，開發(fā)中立的移動機器人軟件平臺。運用該軟件平臺開發(fā)移動機器人將大大縮短軟件的開發(fā)周期，降低開發(fā)難度與對硬件的要求，使系統(tǒng)便于維護修改。
　　 研究足球機器人各種不同軟件系統(tǒng)設計，發(fā)現(xiàn)可以分割軟件系統(tǒng)各個單元功能模塊，用組件進行封裝，組件之間配合實現(xiàn)應用。研究足球機器人硬件系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)移動機器人小車有限的硬件資源無法承擔復雜軟件功能的運算。結合以上研究提出基于C/S架構的模塊化移

3、動機器人控制軟件模型的設計。其模塊化意在整個軟件系統(tǒng)包括服務器與客戶端軟件平臺都是基于組件的設計模式，組件之間的配合實現(xiàn)復雜的系統(tǒng)應用,使用Spring框架管理組件?；贑/S架構指通過服務器客戶端配合，服務器幫助運算高運算量的軟件，降低移動機器人小車的硬件負擔。并且在服務器上提供組件多對點對多通信能力便于開發(fā)統(tǒng)一協(xié)調控制系統(tǒng)，為將來開發(fā)足球機器人系統(tǒng)提供軟件框架支持。
　　 論文的第一章主要介紹課題的研究背景、研究意義以及目前

4、國際上對機器人軟件系統(tǒng)提出的新概念。第二章闡述基于C/S架構的移動機器人整體硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的結構。闡述了SOA基于組件的設計模式與模型驅動的設計思想，基于該思想之上設計中立的服務于機器人的軟件平臺。
　　 第三章詳細介紹服務器軟件平臺的設計，闡述組件接口設計及其運行原理，通信模塊、任務調度模塊、組件加載模塊的設計以及組件與組件之間的通信原理。進一步分析在平臺上運行數(shù)據(jù)的有效性問題，并提出解決方案。第四章詳細介紹客戶端軟件平臺

5、的設計，闡述客戶端組件接口的設計，組件與組件之間采用管道通信技術，采用XML文件管理組件。
　　 第五章為實驗測試，采用實驗室現(xiàn)有的移動機器人小車作為測試工具。在機器人小車與服務器上安裝演示組件，使小車能夠運動避障。為了測試多客戶端服務能力，編寫界面，安裝幾個做簡單算術運算的組件并在Spring容器里配置連接，通過客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包以及服務器返回的運算結果測試軟件功能。
　　 第六章是結論與展望，對研究工作做了總結，指出了