1、隨著水下機器人智能和功能的提升及應用范圍的擴展,其軟硬件系統(tǒng)愈發(fā)復雜化,傳統(tǒng)的開發(fā)方式效率低下,無法應對復雜系統(tǒng)開發(fā)、維護和升級擴展的需求。在傳統(tǒng)的水下機器人軟件系統(tǒng)開發(fā)模式下,各軟件組件獨立性差,耦合過強,增大了系統(tǒng)整體組合及調試的困難;加之缺乏統(tǒng)一標準,軟件通用性差,難以重用,增加了開發(fā)的工作量,嚴重阻礙了水下機器人系統(tǒng)的開發(fā)進度,也遠遠不能滿足水下機器人產業(yè)化進程中對軟件系統(tǒng)的要求。
　　針對水下機器人軟件系統(tǒng)開發(fā)中面臨的上

2、述問題,本文通過引入模塊化的設計思想,構建了一款模塊化分布式水下機器人軟件系統(tǒng)“MASS”(ModularArchitectureforSoftwareSystem)。MASS系統(tǒng)以模塊化、標準化的方式構建,配置靈活,代碼可重用,開發(fā)過程簡便快捷。用戶可利用現有的組件按照MASS的接口開發(fā)自定義的軟件模塊,靈活地搭建水下機器人的控制系統(tǒng)。本論文通過分析系統(tǒng)的拓撲結構、通信方式、信息傳遞機制、管理方式、用戶接口等重要機制及其實現流程和核心

3、代碼,詳細闡述了模塊化軟件系統(tǒng)在結構和功能上的特點,介紹了系統(tǒng)在VxWorks6.7嵌入式系統(tǒng)環(huán)境下的開發(fā)過程,并對用戶在此模塊化系統(tǒng)下的開發(fā)流程有著詳細的指導和說明。
　　針對水下機器人任務流程的建模與管理工作缺乏使用簡單、功能可靠的理論模型和實現方式的問題,通過分析傳統(tǒng)Petri網及工作流模型的優(yōu)缺點,本論文在較大幅度改進工作流模型的基礎上提出了適用于水下機器人任務描述的全新的模型——任務工作流。針對任務工作流模型,定義了完善

4、的圖形化建模手段,標準的文本化的描述語言,并在MASS系統(tǒng)框架下建立了一套擔負著運行時任務管理工作的核心應用程序,能夠實現任務的描述與建模,自動運行與管理,以及任務流程的動態(tài)更改。
　　為驗證模塊化軟件系統(tǒng)及任務管理系統(tǒng),在嵌入式環(huán)境下搭建了一套使用MASS系統(tǒng)及其任務系統(tǒng)的陸地機器人半實物仿真平臺,并通過化學羽狀物追蹤實驗,驗證了MASS及其任務系統(tǒng)的可靠性和易用性。
　　實踐表明,模塊化軟件系統(tǒng)能極大提升水下機器人控制軟