机器人模块化软件集成开发环境关键技术研究

admin · 发表于前天 12:07

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随着机器人技术的发展与进步，机器人的应用环境和功能需求千变万化，系统软硬件设计越来越复杂，因此，提高机器人构件的复用性，已成为机器人研究领域的一个重要发展方向，为提高机器人系统的开发效率，机器人的开发采用模块化的方法，将机器人各功能部件开发为构件，机器人控制软件的设计变成基于构件的应用程序开发。本文以国家863重大专项课题“典型机器人模块化功能构件示范研究”为依托，对机器人系统进行了分析和研究，并提出了一种机器人集成开发环境来为开发者提供了应用级的复用和简单直观的开发方法。全文的主要研究工作和成果如下：（1）对机器人系统软件模型体系结构进行研究，把完整的机器人系统从软件的角度划分为四个层次，在机器人开发过程中使用基于模型驱动的软件设计方法。根据机器人系统功能构件，利用基于“组件”编程的思想，实现机器人系统控制软件的 PIM（Platform Independent Model，平台无关模型）设计。（2）提出了机器人系统软件开发的整体结构。采用层次化的设计方法，面向服务的控制体系让基于组件的机器人系统控制程序具有多运行模式。在此模型下，提出了面向机器人系统的集成开发环境（RiDE）。在RiDE中实现了机器人系统组件的可视化开发、编译、运行、调试与仿真环境。（3）对RiDE设计器进行了需求分析，使用XML (eXtensible Markup Language)作为脚本的语言，并且具体的模型描述所需要的格式进行了定义。最后采用模型—视图—控制器(MVC)模式对RiDE设计器进行设计，并对RiDE设计器的结构进行模块划分。（4）对组件进行实现，包括组件的C++实现和可视化实现，通过XML脚本实现数据模型，然后分析对象模型，并实现对象的序列化。最后对RiDE设计器中的模块进行了实现。最后，以一个移动机器人系统为平台，在机器人集成开发环境中进行控制软件的开发。将机器人组件的控件添加到程序设计器中，通过程序编辑器进行控制脚本的编辑，在机器人集成开发环境中生成执行程序，对程序进行仿真和并下载到机器人本体运行，对机器人集成开发环境的性能进行了验证。

机器人模块化软件集成开发环境关键技术研究

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