基于中間件技術(shù)和Petri網(wǎng)的機(jī)器人群控系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的性能不斷提高，其應(yīng)用的深度和領(lǐng)域正不斷擴(kuò)展。一些復(fù)雜的任務(wù)需要多種類的機(jī)器人相互協(xié)調(diào)與合作才能完成。而不同作業(yè)和應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人差別很大，它們的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了很大的異構(gòu)性，具有不同的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)、通信協(xié)議和編程語(yǔ)言，機(jī)器人開(kāi)發(fā)商提供的編程環(huán)境也跟不上現(xiàn)代軟件技術(shù)的發(fā)展。另外多機(jī)器人的動(dòng)作往往是并發(fā)的，控制系統(tǒng)在保證處理復(fù)雜異構(gòu)信息的基礎(chǔ)上還需對(duì)多機(jī)器人的動(dòng)作序列進(jìn)行綜合分析，建立模型，有效控制。多機(jī)器人的協(xié)

2、調(diào)運(yùn)動(dòng)控制，是非常必要的。因此，研究如何屏蔽多機(jī)器人之間的異構(gòu)性，制定統(tǒng)一接口，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)機(jī)器人之間無(wú)障礙的相互通信、相互協(xié)作，成為一個(gè)非常有意義的研究課題。 論文引入CORBA中間件技術(shù)解決多機(jī)器人系統(tǒng)的分布式異構(gòu)問(wèn)題。利用CORBA能綜合異構(gòu)機(jī)器人之間的不同特性，通過(guò)IDL接口定義語(yǔ)言在異構(gòu)機(jī)器人自身軟件環(huán)境之間抽象定義統(tǒng)一的接口規(guī)范，在此基礎(chǔ)之上形成機(jī)器人控制系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即本地機(jī)器人層、服務(wù)端、客戶端。服務(wù)端根據(jù)ID

3、L語(yǔ)言特性完成不同機(jī)器人的對(duì)象實(shí)現(xiàn)，而客戶端可以利用對(duì)象請(qǐng)求代理(ORB)來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)端的最終調(diào)用，不需要知道服務(wù)端所在的位置。客戶端和服務(wù)端可以運(yùn)行在不同的操作系統(tǒng)上，采用不同的編程語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。CORBA中間件技術(shù)可以使機(jī)器人應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)模塊化，更加簡(jiǎn)單、快速，能夠提高系統(tǒng)的可移植性、可重用性和可維護(hù)性。 針對(duì)多機(jī)器人系統(tǒng)在傳輸加工過(guò)程中任務(wù)序列的時(shí)間消耗，引入了Petri網(wǎng)理論。Petri網(wǎng)具有很強(qiáng)的離散事件建模能力，將它

4、應(yīng)用于多機(jī)器人協(xié)調(diào)操作數(shù)學(xué)模型的建立和分析上具有獨(dú)特的優(yōu)越性。通過(guò)Petri網(wǎng)描述系統(tǒng)，可按照一定的優(yōu)化準(zhǔn)則計(jì)算從最初標(biāo)識(shí)到目標(biāo)標(biāo)識(shí)的最優(yōu)路徑。 主要從以下幾個(gè)方面對(duì)異構(gòu)機(jī)器人群控系統(tǒng)進(jìn)行了介紹：首先，深入分析了CORBA中間件技術(shù)的規(guī)范、體系結(jié)構(gòu)、IIOP協(xié)議和CORBA服務(wù)。由于CORBA只是一個(gè)技術(shù)規(guī)范，不是一種具體的編程語(yǔ)言，因此需要有一個(gè)支持CORBA的開(kāi)發(fā)環(huán)境，論文采用TAO作為CORBA開(kāi)發(fā)平臺(tái)。其次對(duì)系統(tǒng)的框架結(jié)