基于CORBA的病房巡视机器人智能空间中间件设计与实现

论文摘要

近年来,服务机器人智能空间已成为服务机器人领域的一个研究热点。然而,由于服务机器人智能空间是一个异构、动态、复杂的计算环境,如何将智能空间中的各种设备无缝集成起来,实现信息的互联和智能器件的交互协作,为服务机器人提供环境感知、定位及导航方面的有利支持成为一个重要的研究内容。本文综述了服务机器人智能空间和中间件技术的研究现状,在山东大学第二医院住院部搭建的智能空间中,基于CORBA技术对病房巡视机器人智能空间中间件进行了设计与实现,并成功地进行了应用。具体研究内容如下：（1）论文首先分析了病房巡视机器人智能空间系统的功能需求,提出了由用户应用程序、中间件、基于异构网络的分布式设备和巡视机器人四个部分组成的系统架构。在此基础上介绍了分布式对象中间件CORBA,对系统中间件提出了具体的功能需求,给出了基于CORBA的病房巡视机器人智能空间中间件的设计方案。（2）论文遵循CORBA规范将病房巡视机器人智能空间系统进行了模块化设计,通过对各模块硬件进行功能抽象得到相应的接口函数,采用OMG接口定义语言分别设计了各个分布式设备和病房巡视机器人的IDL接口。在Windows环境下完成了服务器端的C++程序和基于MFC框架的客户端应用程序的编写以及界面设计,实现了C/S结构的病房巡视机器人智能空间管理系统。（3）将本文开发的CORBA中间件在病房巡视机器人智能空间中进行了实际应用,应用结果表明该中间件有效地屏蔽了智能空间分布式设备和巡视机器人的异构性,较好地实现了信息互通和互操作,保证了机器人安全有效地完成相关巡视任务。随着相关技术的不断发展,基于中间件技术的服务机器人智能空间功能将更加完善,实用性更强,应用前景更加广阔。本论文研究工作对于中间件技术的拓展和服务机器人智能空间技术的广泛应用具有一定的推动作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的章节安排及主要内容
• 第二章 病房巡视机器人智能空间中间件方案设计
• 2.1 病房巡视机器人智能空间
• 2.1.1 功能需求
• 2.1.2 系统架构
• 2.2 中间件技术
• 2.2.1 中间件概述
• 2.2.2 分布式对象中间件CORBA
• 2.3 基于CORBA的巡视机器人智能空间中间件方案设计
• 2.3.1 中间件功能需求
• 2.3.2 使用CORBA技术的优势
• 2.3.3 基于CORBA的中间件方案设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 病房巡视机器人智能空间中间件设计与实现
• 3.1 系统模块化设计
• 3.2 IDL接口设计
• 3.2.1 OMG接口定义语言
• 3.2.2 分布式设备的IDL接口设计
• 3.2.3 病房巡视机器人的IDL接口设计
• 3.3 服务器端实现
• 3.3.1 服务器端程序的设计与编写
• 3.3.2 命名服务的实现
• 3.3.3 事件服务的实现
• 3.4 客户端实现
• 3.4.1 客户端程序的设计与编写
• 3.4.2 人机交互界面的设计
• 3.5 软件集成
• 3.6 本章小结
• 第四章 病房巡视机器人智能空间中间件应用及效果分析
• 4.1 病房巡视机器人智能空间系统介绍
• 4.1.1 硬件设备
• 4.1.2 异构网络
• 4.1.3 系统软件
• 4.2 中间件应用案例与分析
• 4.2.1 病房环境下的应用案例
• 4.2.2 应用效果与分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文主要完成的工作
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文和科研成果
• 硕士期间参加的科研工作
• 学位论文评阅及答辩情况表