支持在線重配置的機器人架構(gòu)模型開發(fā)研究.pdf

1、隨著機器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，如醫(yī)療、救災(zāi)、智能家居等不同應(yīng)用場景對隨需性有更高的要求，智能機器人運行在越來越多非結(jié)構(gòu)化工作環(huán)境中，可能需要在運行時添加各種新式傳感器和執(zhí)行器，同時在這種環(huán)境下很難事先確定機器人的任務(wù)，機器人需要從傳感器實時獲取所處環(huán)境的狀態(tài)信息、實時更新該場景下所需處理的任務(wù)、運行時解決各種異常。這些問題都為機器人軟件在在線重配置方面的開發(fā)研究提出了更高層次的要求，為了解決機器人軟件在模塊化、模型正確性和對在線重配置的

2、支持等方面的難題：
　　首先，本文首次將運行時軟件架構(gòu)的研究與機器人軟件的開發(fā)相結(jié)合，提出了一種支持在線重配置的機器人架構(gòu)模型開發(fā)方式。該運行時架構(gòu)抽象了復(fù)雜底層機器人系統(tǒng)，是一個抽象的元模型架構(gòu)，通過監(jiān)測和改變簡單的運行時軟件架構(gòu)元模型實例就可以對復(fù)雜的運行時機器人系統(tǒng)進行在線重配置和管理控制。
　　其次，本文運用EMF技術(shù)建立了嚴謹?shù)某橄髾C器人架構(gòu)元模型和實際機器人系統(tǒng)元模型，在開發(fā)過程中用EMF提供的模型驗證工具準確地

3、保證模型的正確性，此外還可以根據(jù)建立的genmodel模型生成底層JAVA代碼和插件項目，對這些代碼進行編輯，可以實現(xiàn)不同的需求，簡化了繁瑣底層代碼的編寫。根據(jù)生成的插件項目把他們作為Eclipse項目運行可以產(chǎn)生運行時環(huán)境，然后建立具體的機器人架構(gòu)元模型和實際機器人運行系統(tǒng)元模型的實例。通過使用雙向轉(zhuǎn)換、模型的差異和融合等技術(shù)，來滿足對元模型實例的重配置，并引入SM@RT工具保證模型融合和模型差異后兩個模型間的一致性，實現(xiàn)了對機器人元

4、模型實例進行在線重配置的需求。
　　最后，本文用C＃語言結(jié)合Visual Studio和微軟機器人開發(fā)平臺提供的服務(wù)，建立了仿真機器人和相應(yīng)的仿真環(huán)境，成功驗證了整套架構(gòu)的實時可用性。驗證過程中，運行時軟件架構(gòu)中實際機器人系統(tǒng)模型實例與建立的仿真機器人是一種實時相互映射關(guān)系，通過Socket通信程序的編寫，在C＃代碼和Java代碼之間進行實時通信，來保證整個驗證過程機器人系統(tǒng)元模型實例和仿真機器人的實時一致性。實驗結(jié)果表明，該方式