面向微创手术立体视觉系统的软件体系结构建模与研究

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随着计算机软件与理论的迅猛发展,传统的软件开发已不能满足当前错综复杂的应用需求,为使软件产业与企业需求保持同步,提高软件开发效率,降低企业投资成本,可复用性已成为软件开发中必不可少的一环,而领域工程为软件复用提供了有力的技术支持。   本文结合领域工程的基本思想和理论,运用面向特征的复用方法(Feature-Oriented Reuse Method,FORM)[1],针对微创手术立体视觉领域,构建参考体系结构模型,设计高层次的抽象构件模型,进而指导“妙手A”立体视觉系统的开发。   本文首先对微创手术国内外发展现状和“妙手A”项目进行了简单的介绍,列举了“妙手A”立体视觉系统进行可复用开发的意义。随后全文以FORM方法的两个工程过程:领域工程和应用工程,分别进行阐述,并以特征为“线”贯穿全文,以复用为“梳”理清脉络。   在FORM的领域工程中,首先依据“妙手A”项目的用户需求,进行上下文分析,为微创手术立体视觉领域划分边界,建立结构图和数据流图;其次对已有的领域知识进行抽象,建立特征字典,绘制特征关系模型;最后运用三层结构图描述参考体系结构模型。   在FORM的应用工程中,针对“妙手A”立体视觉系统的可复用开发,首先依据用户需求,利用领域特征模型,实施特征选择规约,对参考体系结构模型进行裁剪,组建应用体系结构模型;其次介绍了硬件平台的设计与实现,分析了现行立体显示单元的可行性,并与初期设计方案进行对比;最后具体描述了在可复用开发过程中所涉及的关键技术。   本文对FORM方法的研究和改进具有一定的理论和实用价值,通过七次活体动物胆囊摘除手术,软件系统运行良好,取得了较好的手术效果,可以说该系统结构设计合理、性能可靠、可复用价值高,对于其他微创手术立体视觉系统的开发也具有一定的参考价值。
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