基于corba技术的异构机器人互操作系统的研究new

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1、万方数据第15卷第2期2007年6月山东交通学院学报JOURNALOFSHANDONGJIAOTONGUNIVERSl7rYV01．15No．2Jun．2007基于CORBA技术的异构机器人互操作系统的研究刘涛，周风余，宋洪军，冯国瑞，李贻斌(山东大学控制科学与控制工程学院，山东济南250061)摘要：介绍了CORBA中间件的技术规范和应用，设计了一种基于CORBA技术的异构机器人互操作系统。该系统以ACE／TAO为开发平台，实现了分布式环境下具有不同硬件平台、操作系统、通信协议和编程语言的机器人之间的相互通信。试验表明，该系统具有很好的可移植性和

2、可维护性，并且便于升级。关键词：机器人；异构；CORBA；中间件；TAO中图分类号：TP311．1文献标识码：A文章编号：1672-0032(2007)02-0073-05机器人技术的迅速发展，使得其应用的领域和范围正不断扩展。人们希望机器人能完成更多、更加复杂的作业，有些工作由一个机器人就能很好的完成，但一些复杂的作业往往需要多个相同甚至不同类型的机器人、变位机等相互协调与合作共同来完成。现代机器人系统多是分布式系统，其设计体现了很大的异构性，具有不同的硬件平台、操作系统、通信协议和编程语言。山东大学机器人研究中心有1个由2台MOTOMANUP6

3、焊接机器人、1台两自由度变位机、1个行走机构、1台焊机、1台美国先锋(Pioneer3)移动机器人以及实验室自主开发的若干台教育机器人组成的异构机器人平台，如图1所示。这些机器人具有很大的异构性，实现这些机器人之间的互相通信、相互协作，是一个值得研究的重要课题。中间件技术是近年来兴起的而且还在不断演化的技术，目前基于C++的CORBA(CommonObjectRequestBrokerArchitecture)技术的发展使得这项设计目标的实现成为可能，CORBA已经普遍应用于封装网络服务方面，实现了不同硬件、不同操作系统共享标准划一的网络服务，但是

4、把这项技术应用于多机器人系统的接口封装目前在国内尚处于起步阶段。基于山东大学机器人研究中心的异构机器人试验平台，在2004，2005年，相继提出了“基于中间件技术的机器人智能群控系统”，“机器人生产线管理与监控平台”2个课题，课题的开发采用了C++CORBA技术，定义了机器人通用接口，实现了异构机器人之间的互操作。图1山东大学机器人中心机器人实验平台1CORBA技术与规范公共对象请求代理体系结构CORBA是对象管理组织(OMG)对应当今快速增长的软硬件协同工作能力的要求提出的方案‘1

5、。CORBA是一个规范不是程序实现，提供了一个允许在分步式和异构

6、型环境中应用程序之间进行互操作的框架。CORBA是真正跨平台的Ⅲ，平台独立性正是CORBA的初衷之一。JavaRMI(RemoteMethodInvocation)也能做到平台无关性，但它只能用Java实现。而CORBA通过IDL收稿日期：2006-11—24基金项目：山东省信息产业厅专项课题资助(2005—56)；济南市科技发展计划项目资助(2005051051)作者简介：刘涛(1981一)，男，山东济宁人，山东大学硕士研究生，主要研究方向为智能机器人、软件系统万方数据74山东交通学院学报2007年6月第15卷(InterfaceDefiniti

7、onLanguage)的接口定义语言旧J，能做到与语言无关，任何语言都能实现CORBA组件，而CORBA组件也能在任何语言下使用。换言之，CORBA是异构平台下独立于实现语言的对象互操作模型。一个基本的CORBA系统实际上就是一系列对象的组合，依据明确定义的封装接口，这些对象分为服务器(server)和客户端(client)两类，而客户端可以通过对象请求代理ORB(ObjectRequestBroker)来实现对服务器的最终调用，也就是说客户端访问服务端是位置透明的，它并不知道对象所在的网络地址就可以访问某种特定的服务。ORB结构图如图2所示。OR

8、B是CORBA规范中的主要核心，是一条软件总线。通过ORB，一个client可以透明地引用同一台机器上或网络上的一个server对象。当客户端发出一个调用或提出一个请求后，ORB解释该调用并负责查找一个实现该请求的对象旧J，并把参数传给该对象，调用它的方法，最后将结果返回给客户端。Client并不清楚该对象的位置、编程语言、操作系统以及其它不是对象接口的系统信息。ORB能实现分布环境中位于不同机器上的应用之间的互操作以及多对象系统之间的无缝连接。2基于CORBA的系统设计客户机应用程序l服务器应用程序到到接OR口Bl—O接R口ESkelet．onl

9、Stub客户机ORB核心卜—叫服务器ORB核心图2ORB结构示意图机器人控制系统结构图如图3所示。本系统的开发主要包括机器