MOOS―IvP理论概述及应用简析.doc
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1、MOOSIvP理论概述及应用简析Abstract:MOOS-IvP is a new,open source,behavior based automation control program for an unmanned vehicle. This passage introduced some aspects of MOOS-IvP from design concept, architecture model,mainly functions and so on, for helping users to understand the software and use it.The m
2、ain description of the passage contained the MOOS-IvP design-modules,the MOOSDB and the IvP helm.MOOS-IvP design-modules includesthe publish-subscribe middleware design philosophy,the backseat driver design philosophy, thebehavior-based control design philosophy, the code re-use,modules design philo
3、sophy, the methods of message transmit.The MOOSDB comprisedthe main functions,the configuration properties and the operation mode. TheIvP Helm introduced the structure characteristics, the functional properties andtherealization method.Which will help users to build a comprehensive and systematic co
4、ncept of MOOS-IvP. Key Words:MOOS-IvP;MOOSDB;IvP helm;Unmanned vehicle;Autonomy 随着海洋资源探索与开发的需要,海洋航行器科技的发展日新月异,对航行器软件及硬件方面的要求也越来越高。目前为止,Autonomous underwater vehicle(简称AUV)的控制系统多以底层硬件控制为主,只能完成简单的操作命令,软件控制相对薄弱且控制结构单一,没有统一的运行平台,对多航行器同时调配存在短板。MOOS是由Paul Newman于2001年写成的1,用于自主性海洋航行器的控制。MOOS-IvP的设计初衷是建立一个高
5、性能的自主系统,减少短期以及长期的花销和缩短时间线。使得航行器的智能化和行为复杂度能大大提高,并能够同时调控多航行器协调。随着MOOS-IvP软件系统的不断开发与完善,该软件已经逐步发展为一个独立强大的控制系统,在未来海洋探测及多功能自主性AUV的研发中,将起到重要的作用。 1 MOOS-IvP的整体设计思路 MOOS是Mission Oriented Operating Suite的缩写。MOOS是一个开源工具,是自主的发布-订阅式中间软件。MOOS-IvP软件的设计思路主要依据以下3个建筑哲学思想。 (1)后座驾驶员模型(the backseat driver paradigm)2。 (2
6、)发布-订阅型自动化中间设备3。 (3)基于行为的自主性设计4。 按照以上思路,该系统将一个整体软件按照其功能划分为不同的部分,并作为独立的模块,由中间软件统一调配整合。该设计理念从某一角度看,与面向对象程序设计中的抽象、封装、继承等特点有一定的相似性。MOOS和IvP的核心架构思想都是将不同的功能分离出来,做成独立的模块5。整合调用不同的模块,使其协调合作的方法是MOOS和IvP的独特之处。MOOS-IvP作为一个开源平台、算法及软件基础模块、基础自动化、开发的新工具,都可以为公众使用。它的设计思想如图1所示。 图1的结构中,MOOS-IvP以扇形的展开方式,使得由内及外层层递进,每个模块相
7、互独立又协调统一,能够极大地提高工作效率,同时增强了系统的灵活性,对模块的改动调整更加方便。用户可以根据自身的需要,在原有的核心平台上搭建自己所需要的新模块或者新功能。软件的开源性,意味着软件拥有很大的包容性和可拓展性,对于应用层面而言,没有一个模块是一成不变的,人们可以根据自身的需要,对原有的程序模块做出修改,或者开发全新的模块,高效的代码重用和保护用户的个人隐私权利,这都是MOOS-IvP的设计目标之一6。 作为一个开源的系统,MOOS-IvP最大的优势之一就是代码的重用性。代码重用的优点:贡献的多样性、更低价的成本、更高的表现能力以及更高的可靠性。此优势将帮助系统保持自身的优越性,能够汲
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