基于机器人操作系统的新型功能模块设计及软件开发支撑技术研究

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随着计算机技术、传感技术和机械制造等技术的发展,机器人技术及其应用都获得了空前的发展。教育娱乐型机器人作为近几年应用前景最被看好的服务型机器人之一得到了快速的发展。然而,目前基于此机器人特性开发的共性软件还比较少,同时也缺乏统一的在线开发和仿真平台。加之此类机器人往往价格不菲,给机器人开发和推广展带来一定的难度。因此对教育娱乐机器人共性软件的研究和开发,以及在线统一平台的创建对一个国家机器人知识的普及和机器人技术的发展就显得十分重要。本论文基于对目前教育娱乐机器人国内外发展现状的和相关技术的研究,在模块化机器人“创意之星”上,依据CORBA标准设计并实现了三个教育娱乐机器人新型功能模块,这三个新型功能模块不仅丰富了现有教育娱乐机器人的功能,还与底层硬件无关,可以很好的移植到其它硬件平台上。同时,我们研究并实现了具有图形化在线编辑、在线编译和在线仿真等功能的教育娱乐机器人软件开发支撑系统。图形化的开发方式、丰富的模块化软件和良好的接口,降低了机器人应用程序开发的难度和成本。本文依托于国家863计划课题“机器人模块化技术”,进行了以下工作:首先研究了目前教育娱乐机器人共性技术和在线开发技术的现状,并对国内“创意之星”硬件平台进行了分析,确定了课题的研究方向和选题意义和工作内容。其次,通过对现有技术的研究确定了文章的技术路线。随后,结合典型教育娱乐机器人的特性,利用CORBA标准在“创意之星”硬件平台上实现了视觉感知、信息融合和智能避障功能模块。丰富了典型教育娱乐机器人的共性软件,扩大了模块化机器人的功能。接着,我们设计并实现了教育娱乐机器人软件开发支撑系统。该系统以模块化功能软件为API库,帮助用户对机器人应用软件进行二次开发。同时提供在线仿真功能,使得用户脱离硬件的限制,来验证自己应用程序的功能。最后,我们对三个新型功能模块软件开发系统进行了黑盒测试,通过测试验证了新型功能模块和软件支撑系统的功能的实现。
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