自适应软件系统构造——自动避障三轮小车的案例研究

自适应软件需要能够根据环境的变化在运行时动态调整自己的行为以实现既定任务。为了解决这一类软件在开发过程中的一些挑战问题,如自适应逻辑修改困难、代码紧耦合等,设计并实现了一种基于规则的自适应软件系统应用框架(rule-based application framework for self-adaptive software systems,RAF)。RAF通过面向组件的方式解决了紧耦合问题,使用规则文件管理自适应逻辑,并将其与软件的其他部分分割开来。使用RAF开发软件可以灵活地制定与修改自适应逻辑,方便软件的开发、调试、升级等。通过一个案例展示了RAF在解决上述问题方面的能力。     

一种规则驱动的网络服务组装机制

提出了一种规则驱动的服务组装方法,实现了一个基于软件Agent的框架,在运行时刻监控和管理组装流程的执行．该方法给出一个算法将流程规约转化为等价的规则集合以用于指导Agent的行为,并允许用户通过定义一组可插拔(pluggable)的自适应策略,方便地扩展流程对变化的适应能力．框架实现基于反射式中间件平台PKUAS,该平台为网络服务和软件Agent提供运行支持,并基于其反射机制为Agent提供运行时刻的环境信息．     

规则引擎在业务逻辑层中的研究与应用

随着软件规模的日趋复杂化,迫切需要一个良好的框架或统一的方法开发业务逻辑层.在深入研究规则引擎的工作原理及Rete模式匹配算法的基础上,采用Web Service分布式计算技术具体构建了一个基于规则引擎的Web应用框架,该框架可使业务逻辑与应用程序代码高度解耦,可对业务规则进行单独的管理和维护.因此,可极大提高软件的柔韧性,降低软件的维护与升级成本.最后,利用该框架具体构建了一个实际的订单系统原型,并通过实验结果分析了在采用规则引擎后对系统性能的影响,在实际中具有一定的参考价值.     

基于ARM的嵌入式数据录取设备研制

某型装备文件记录设备的信息化改造过程中,采用FPGA+ARM的框架体系和软硬件一体化设计思想,开发嵌入式处理平台,实现了多装备输出数据的实时可靠录取、传输和存储,有效解决了原设备存在的接口信号时序逻辑复杂、畸变失真严重、数据易丢失及联机功能检查等问题。 实装测试和使用情况表明,研制的嵌入式系统达到了设计要求。     

基于深度学习的移动机器人目标跟踪系统

针对当前智能移动机器人在跟踪过程中常因目标发生外观形态上的变化而丢失跟踪目标的问题,利用Caffe深度学习框架和ROS机器人操作系统作为开发平台,设计一个高准确度及高实时性的移动机器人目标跟踪系统并进行了研究.使用对于目标形变、视角、轻微遮挡及光照变化具有鲁棒性的基于孪生卷积神经网络的GOTURN目标跟踪算法,通过ROS系统为桥梁使离线训练的跟踪模型实时应用于TurtleBot移动机器人上,并开展了详细的测试.实验结果表明,该目标跟踪系统不仅设计方案可行,实现了移动机器人在各种复杂场景下有效地跟踪目标,还具有成本低、性能高和易扩展等特点.     

面向网构软件的构件自适应机制研究*

结合软件agent技术,从构件角度出发,通过对传统构件进行包装,加入行为规则驱动和行为推导两大机制,提出了一种能够在运行时实时适应用户需求变化和运行环境变化的自适应构件。在自适应构件的运行和支撑方面,实现了一个可动态定制自适应构件行为规则的工具,改进了现有的构件支撑平台使得能满足自适应构件的运行需求;最后通过一个例子说明了自适应构件的设计、实现、运行和演化等一系列工作流程。初步实践表明,上述机制和整套框架为开发具有自适应性的网构软件提供了有效支持。     

一种支持自适应程序设计的移动机器人中间件

机器人控制中间件是软件中间件设计研究领域的一个热点.为了开发一种支持自适应程序设计的移动机器人中间件平台,首先提出这种中间件平台需要满足的设计要求:跨底层硬件平台、保证服务质量以及具备一定的自适应能力.从Java虚拟机的移植、服务质量表现形式的选择、自适应机制及SCC(Sensor/Compute/Control)设计结构的应用4个方面来阐述此中间件平台的设计思路和开发过程.最后,通过真实实验的数据对比,说明此中间件可为移动机器人程序的有效开发提供服务质量保证.     

开放式三自由度全方位移动机器人实验平台

随着机器人应用的不断发展，移动机器人逐渐成为一个十分活跃的分支，尤其是移 动机器人作为自主智能控制的实验平台，对其控制系统的开放性提出了越来越高的要求．本 文就我们自行设计的面向用户的移动机器人硬件系统和相应的软件平台框架做一下较全面的 介绍，并着重分析软件控制系统的开放性．本系统作为开放的实验平台和教学机器人是适宜 的．     

基于梯度自适应极值搜索算法的趋光控制研究

源定位已成为国内外研究的热点问题,为了在实验室环境下研究移动机器人的趋光性,对源定位理论方法进行了研究,设计了地面移动机器人光源定位平台,通过该平台来验证趋光理论的可行性。首先,利用对角线控制策略和梯度自适应极值搜索算法分别进行趋光实验,完成移动机器人对光源的定位。其次,使用MeanShift目标跟踪算法跟踪移动机器人的运动轨迹。最后,绘制出光源强度分布等值线并分析了移动机器人的运动轨迹。相比于对角线控制策略,梯度自适应极值搜索算法根据当前区域梯度值自适应调整反馈增益参数,提高了源定位效率,并在光源定位平台验证了该算法的有效性和稳定性。     

基于.NET平台可复用软件框架的设计与实现

软件构件化是软件工业发展的大趋势，工业化的软件复用已经从通用类库进化到了应用框架，该文在对领域业务逻辑进行分析和总结的基础上，基于．NET平台设计并实现了一种领域无关的可复用软件框架，在实际中有很强的应用价值。     

基于IPC的智能移动机器人控制系统

为了研究移动机器人智能控制的方法和理论，依据其感知－规划－执行的体系结构，建立了基于工业控制计算机（IPC）和多种传感器信息的智能移动机器人试验平台，主要介绍了由多种传感器组成的环境感知系统及各种传感器的功能，使移动机器人具有自主决策能力的中心控制计算机软硬件系统及其特点以及实现移动机器人准确灵活移动的驱动方法。     

基于ACE Reactor的BSC功能测试系统设计

GSM通信工程迫切需要对BSC系统进行各种功能测试，而软硬件环境的多样性和异构性，使得BSC平台架构上的测试相当困难。为了减少整个通信软件的成本，简化各种配置的复杂性，利用ACE中间件丰富的组件和Reactor框架设计模式，使用软件仿真硬件所实现的逻辑。通过引入两个插桩，来仿真两个物理的NetHawk Server卡，在Linux OS下建立了基于IP通信的功能测试环境。实验证明了新测试系统的可靠性和健壮性，并解决了昂贵测试硬件短缺的问题。     

嵌入式系统软硬件协同设计中的快速样机平台

提出一种嵌入式系统软硬件协同设计的快速样机平台设计方案，该方案使用系统级可编程芯片和处理机软核技术来构成快速样机平台所需的FPGA阵列和规模可调的处理机，以此实现软硬件的更紧密灵活的耦合和更小的通信延迟．可重构逻辑的应用使得该快速样机平台具有简单规整的结构，一方面使得快速样机平台之间的扩展连接更为容易，另一方面使得FPGA芯片中的逻辑资源能得到更充分利用．     

面向轮式机器人导航的电机编码器信号解析

为满足低成本轮式移动机器人平台的导航需求,提出仅依靠增量式编码器信号解析相对运动的算法框架.基于双重条件校验,使用微控制器的外部中断辨识并记录编码器有效脉冲,监测编码器的双路信号逻辑判定轮子转向;通过对四驱刚体质点的适当等效,推导具有普适性的短时运动模型,并通过运动合成扩展到长时动作上.实地实验验证了算法的性能.本算法为移动机器人的位姿估算提供了新思路.     

基于组件的网络移动机器人软件框架

在研究移动机器人自身特点及网络控制特性的基础上,提出一种基于组件的移动机器人程序框架,减少了编写移动机器人应用程序时的复杂性并提高了代码的复用性。通过构建统一的网络平台和控制平台,制定一组规范的模块抽象类和接口,实现组件的动态加载和连接。通过优先值控制,灵活地调整对机器人的控制方式和网络控制模式。结合中科院智能机器人平台AIM,说明如何使用Java和XML构建该框架。     

基于知识管理的 BIM 模型建筑设计合规性自动检查系统研究

建筑设计合规性自动检查对保证建筑信息模型(BIM)符合设计规范要求,增加规范 检查自动化程度具有重要意义。结合合规性检查理论与专家系统方法,提出了以BIM 模型为检 查对象的合规性自动检查系统框架,以规则知识与推理机制分开的方式实现合规性检查过程。 以《住宅设计规范》为例,对规范中的条文进行知识分析,总结出规范知识表达式,构建规则 库和规则库访问机制;建立了逻辑策略下推理机制,将规则库中的规则信息与BIM 信息进行推 理,输出检查结果;最后构建了合规性检查系统验证平台,通过BIM 模型实例完成模型数据提 取及规则推理的过程,实现了合规性检查的功能,验证了合规性检查方法框架。该方法在一定 程度上能够指导后续的合规性检查相关研究,有效提高BIM 模型的建筑设计合规性检查效率, 保证检查质量,促进建筑工程领域信息化的发展。     

一种基于策略的软件自适应框架

普适计算成为一种新的应用模式,普适计算运行环境的复杂性对软件自适应提出了新的挑战.提出一种基于策略的软件自适应框架,该框架采用基于上下文的自适应策略模型及上下文驱动的事件机制实现软件运行的自适应能力,该框架屏蔽了软件运行环境的复杂性,具有较强的可扩展性.     

基于J2EE技术的Web应用

J2EE和DotNet框架是实现Web应用的两个极具竞争力的开发平台。J2EE技术在大型应用系统的研发过程中有重要的意义,合理的分层、采用恰当的设计模式可起到解耦和降低系统复杂度的目的。struts、hibernate、spring三个框架及中间件的结合使用实现了业务逻辑与控制逻辑的有效分离,提高了层次结构的清晰度和复用的粒度,降低了开发代价和维护代价,同时保证了软件的质量使其更具有鲁棒性和可维护性。     

嵌入式Linux下移动机器人超声波测距系统

设计了基于S3C2410+Linux平台的移动机器人超声波避障系统.介绍了SRF05新型高精度传感器的工作原理、测距系统多路超声波传感器的软硬件实现及机器人平台的整个软件工作流程.Linux系统超声波驱动模块中采用的轮循工作方式实现了机器人在未知环境下的避障功能,机器人平台运行效果良好.     

移动机器人通信平台构建原理与实现方法

介绍了PioneerII移动机器人软硬件的构成,给出了移动机器人通信控制平台构建的重要性,重点论述了基于VC 6.0的通信控制平台构建的具体实现方法,试验结果证明了该通信平台在移动机器人路径规划控制中的有效性和实用性。