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嵌入式系统设计方法研究与嵌入式避障机器人的实现

王承启  
【摘要】: 随着计算机产业的发展与变革,嵌入式系统的研发已经成为目前的热门领域。从最初的单片机结构到现在带有专门操作系统的嵌入式结构,嵌入式系统的需求复杂性日益提高,规模也在逐步扩大,因此如何设计复杂的嵌入式系统也就成了目前需要讨论的一个重要课题。然而,传统的嵌入式系统设计方法没有统一的标准,开发过程中人为因素影响严重,并且在软硬件协同设计方面缺乏灵活性和有效的联系手段,使得嵌入式系统在效率、成本等方面存在不足。因此本文主要对嵌入式系统设计方法进行了研究,提出基于UML的嵌入式系统建模方法和采用可重用设计方法的软硬件协同设计。并通过对嵌入式避障机器人系统的设计实例具体说明了各种嵌入式系统设计方法的应用过程。 本文首先通过研究现有的UML技术,结合嵌入式系统开发中所存在的问题,提出了一种基于UML的嵌入式系统建模方法。并通过嵌入式避障机器人的成功设计实例证明了其有效性。 在嵌入式系统设计中提出了一种适合软硬件协同设计的新方法,此方法基于可重用设计方法学并对其进行了拓展,延伸出了基于可重构平台的系统级设计方法和利用可测性算法的可重用设计方法。同时借助嵌入式避障机器人设计与实现的实例阐述了这两种可重用设计方法对嵌入式系统设计的作用。并且通过对嵌入式系统设计和开发的经历和经验的总结,详细论述了如何结合需求和不同嵌入式平台特点,探讨合理的嵌入式系统应用方案。 在避障机器人设计与实现的过程中根据设计需求,在特定应用环境下对传统的人工势场机器人避障算法进行了改进,提出了一种改进的人工势场算法,并在实际应用环境中取得了很好的效果。 在机器人无线视频传输系统的开发中对基于网络自适应技术的网络视频实时传输进行了研究和实验并得出了一套比较有效的网络自适应调节方法。降低了视频实时传输对网络的要求,提高了视频传输的实时性。


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