[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于模型基框架的自主無(wú)人系統(tǒng)軟件自適應(yīng)演化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011437779.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112463628B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁嶸
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F11/36
• 分類(lèi)號(hào): G06F11/36;G06F16/951;G06F8/30;G06F8/33;G06F8/41
• 代理公司: 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗;鄧治平

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于模型基框架的自主無(wú)人系統(tǒng)軟件自適應(yīng)演化方法，使用服務(wù)器搭建基于模型基框架的自主無(wú)人系統(tǒng)，將AADL架構(gòu)、爬蟲(chóng)以及ANTLR工具鏈結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建了完整的工作流程。利用AADL語(yǔ)言現(xiàn)有的線程、進(jìn)程等構(gòu)件的表示方法對(duì)ROS節(jié)點(diǎn)及navigation功能模塊進(jìn)行描述，搭建相應(yīng)框架，設(shè)計(jì)了代碼生成軟件，結(jié)合AADL文件與OSATE工具，根據(jù)框架直接生成代碼，可在ROS環(huán)境下編譯運(yùn)行。利用爬蟲(chóng)在服務(wù)器上定時(shí)運(yùn)行，不斷擴(kuò)充框架中的算法種類(lèi)，結(jié)合AADL已有的基礎(chǔ)文件，與新增的功能模塊共同構(gòu)建系統(tǒng)模型，解決框架長(zhǎng)期生長(zhǎng)的問(wèn)題。使用ANTLR工具鏈，實(shí)現(xiàn)代碼分析功能，解決框架開(kāi)發(fā)以及框架與外界交互的技術(shù)難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于模型基框架的自主無(wú)人系統(tǒng)軟件自適應(yīng)演化方法，屬于無(wú)人系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

AADL(Architecture Analysis and Design language)是一種應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的體系結(jié)構(gòu)建模語(yǔ)言，支持航空、航天、汽車(chē)等領(lǐng)域復(fù)雜實(shí)時(shí)的安全關(guān)鍵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。AADL具有語(yǔ)法簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)η度胧杰浖墓δ芎头枪δ軐傩赃M(jìn)行建模與描述，在開(kāi)發(fā)早期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析與驗(yàn)證。AADL提供了標(biāo)準(zhǔn)化的文本和圖形描述，是一個(gè)用以區(qū)分各類(lèi)組件接口規(guī)范、組件實(shí)現(xiàn)藍(lán)圖以及組件實(shí)例之間的區(qū)別的組件基建模語(yǔ)言。組件由組件類(lèi)型和組件實(shí)現(xiàn)兩種方式描述。組件類(lèi)型定義了組件與外界聯(lián)系的接口，如特征、流應(yīng)用、模式、屬性等；組件實(shí)現(xiàn)定義了組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如子組件、連接、流等。使用AADL組件保存代碼中的接口信息，使用端口可以表示接口的輸入輸出。引用自文獻(xiàn)《Feiler,Peter H.,David P.Gluch,and John J.Hudak.The architecture analysisdesign language(AADL):An introduction.Carnegie-Mellon Univ Pittsburgh PASoftware Engineering Inst,2006.》。

爬蟲(chóng)是一種按照一定的規(guī)則，自動(dòng)地抓取網(wǎng)絡(luò)上信息的程序或者腳本，可以在無(wú)人管理的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行。

ANTLR提供了源碼到抽象語(yǔ)法樹(shù)轉(zhuǎn)換的流程工具，使用IDEA編輯器的ANTLR插件，可以將c++代碼轉(zhuǎn)換成可供訪問(wèn)的抽象語(yǔ)法樹(shù)。

AADL的輸入輸出端口無(wú)法表示接口的數(shù)據(jù)類(lèi)型，并且源碼的屬性信息也會(huì)丟失。由工具轉(zhuǎn)換得到的抽象語(yǔ)法樹(shù)只有訪問(wèn)的權(quán)限，沒(méi)有修改的權(quán)限。爬蟲(chóng)爬取的數(shù)據(jù)存在重復(fù)的情況。基于模型基的無(wú)人系統(tǒng)需要將以上技術(shù)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成完整的工作流程，并且要能夠?qū)崿F(xiàn)框架成長(zhǎng)與演化的長(zhǎng)期問(wèn)題。這些是本申請(qǐng)需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)解決問(wèn)題：克服現(xiàn)有技術(shù)的什么不足，提供一種基于模型基框架的自主無(wú)人系統(tǒng)軟件自適應(yīng)演化方法，整合了AADL、B/S架構(gòu)、爬蟲(chóng)、ANTLR等技術(shù)，突破軟件長(zhǎng)期生存與演化的運(yùn)行時(shí)支撐架構(gòu)等關(guān)鍵問(wèn)題，使系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)資源變化的需求。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：基于模型及框架的自主無(wú)人系統(tǒng)軟件自適應(yīng)演化方法包括以下步驟：

步驟(1)：使用服務(wù)器搭建基于模型基框架的自主無(wú)人系統(tǒng)，前端以網(wǎng)頁(yè)的形式接收用戶(hù)的請(qǐng)求，包括用戶(hù)對(duì)測(cè)試項(xiàng)目的需求和用戶(hù)對(duì)任務(wù)、資源、環(huán)境的需求，前端將需求送至網(wǎng)站后臺(tái)；

步驟(2)：網(wǎng)站后臺(tái)接收到請(qǐng)求后，將分析結(jié)果送至仿真測(cè)試平臺(tái)，同時(shí)從資源庫(kù)中調(diào)取AADL組件，結(jié)合已建模的無(wú)人系統(tǒng)，即AADL模型基框架，構(gòu)建AADL文件，送至OSATE工具；

步驟(3)：仿真測(cè)試平臺(tái)根據(jù)需求的分析結(jié)果，選擇不同的任務(wù)、資源、環(huán)境，構(gòu)建相應(yīng)的仿真測(cè)試環(huán)境；

步驟(4)：OSATE工具將AADL文件轉(zhuǎn)換成XML文件，調(diào)用XML解析器，將解析后的信息送至代碼生成器；