煤礦救援機器人軟件系統(tǒng)研究.pdf

1、煤礦救援機器人的軟件系統(tǒng)是機器人的靈魂，其主要任務是進行任務規(guī)劃與調度、自主導航、環(huán)境信息檢測與處理、遠程通訊與控制等。 本文從煤礦救援機器人軟件系統(tǒng)實際需求出發(fā)，借助軟件工程相關技術與理論，以煤礦救援機器人軟件系統(tǒng)框架結構為研究重點，對軟件系統(tǒng)工作原理、子系統(tǒng)組成結構、系統(tǒng)間相互調用及底層通訊協(xié)議等進行研究，為各子系統(tǒng)獨立研發(fā)及多人分工與協(xié)作奠定了基礎。 首先，對機器人的任務、工作環(huán)境、軟件系統(tǒng)的核心技術、硬件需求及軟

2、件系統(tǒng)功能需求等方面進行詳細分析。其次，對煤礦救援機器人的軟件系統(tǒng)整體框架結構進行了設計，提出了基于Windows平臺的分層框架軟件體系架構。從整體上，把軟件系統(tǒng)劃分為傳感信息處理系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)、手動控制系統(tǒng)及自主導航系統(tǒng)。從層次上把軟件系統(tǒng)分為硬件層、通訊協(xié)議層、核心控制層及應用服務層。通過對每層任務的劃分與各層功能模塊的分解，明確了各子系統(tǒng)在整個系統(tǒng)平臺中的功能、地位、作用和關系。為便于各子系統(tǒng)集成與獨立開發(fā)，提高系統(tǒng)的可靠性與

3、穩(wěn)定性，提出了基于服務的子系統(tǒng)程序結構方案。分析了系統(tǒng)間各種通信方式，提出了基于共享內存的系統(tǒng)間通信方案。統(tǒng)一了各子系統(tǒng)間相互調用方法，提出了通過DLL動態(tài)鏈接庫進行系統(tǒng)調用的方案。針對不同的硬件間互連互通問題，提出了統(tǒng)一硬件通信協(xié)議方案，設計了基于RS-485接口的底層硬件通信協(xié)議。對機器人程序開發(fā)與接口標準協(xié)議等進行了研究并制定了相應標準規(guī)范，保證了程序編寫的規(guī)范性和易讀性。最后，通過對機器人運動控制模型進行分析，開發(fā)了機器人運動控