Objektorientierte Daten- und Zeitmodelle für die Echtzeit ...

Kapitel 7
Objektorientierte Modelle für die
dynamische Sensordatenauswertung
7.1 Entwurfsgrundlagen
Während die vorhergehenden Kapitel die formale Definition einer um dynamische Ausdrucksmittel
erweiterten funktionalen Beschreibungsmethode für dynamische Sensordatenprogramme
zum Ziel hatten, steht nun die softwaretechnische Umsetzung des zuvor Beschriebenen mit objektorientierten
Methoden im Mittelpunkt. Dafür werden in diesem Kapitel die Basissoftwarekomponenten,
die den Kern der objektorientierten Bildfolgen- bzw. Sensordatenprogramme bilden,
mit den wichtigsten Designentscheidungen im Kontext einer dynamischen und zyklischen
Datenverarbeitung entworfen. Eine objektorientierte Modellierung grundlegender Basisdatentypen
für die Bildverarbeitung, wie Bilder, Regionen, Linien usw. soll an dieser Stelle nicht
erfolgen. Diese können aus bestehenden Bibliotheken, wie HALCON/C++ importiert werden.
Ausgangspunkt des objektorientierten Klassenentwurfs ist der Wunsch, mit Hilfe von Softwareobjekten
eine möglichst direkte Umsetzung des funktionalen Systementwurfs in ein lauffähiges
und effizientes Programm zu ermöglichen — einschließlich der vorgestellten Erweiterungen
für die Programmsteuerung und der Flexibilität bei Anpassungen des Systems an veränderte
Anforderungen und Randbedingungen. Somit bilden die Entwurfsgrundlagen der funktionalen
Beschreibung auch die Basis des Softwareentwurfs.
Neben Klassen für die Repräsentation der verschiedenen absoluten und relativen Zeitgrößen
sind hier vor allem die in Kapitel 4 vorgestellten Basiselemente der funktionalen Beschreibung
zu modellieren. Datenfolgen (Ë) werden durch eine Sequenz-Klasse (ËÕÙÒ ) repräsentiert,
deren Instanzen Zeitreihen der einzelnen Sensordaten (Ë ) beherbergen. Diese Elemente werden
in Form von Sequenzwerten (ËÕÙÒ ÎÐÙ) modelliert. Dabei handelt es sich um eine
Containerklasse, die die eigentlichen Datenwerte (Î) — Bilder, aber auch beliebige andere
Datentypen (Ì) — aufnimmt und mit bestimmten Status- und Zeitinformationen assoziiert.
Die Verarbeitung und Auswertung der Daten erfolgt in Funktoren . Instanzen der entsprechenden
Klasse ÙÒ ØÓÖ repräsentieren neben der Funktionalität konkreter Operatoren auch
die Einbindung der Verfahren in eine konkrete Ausführungsumgebung mit den Beziehungen zu
anderen Objekten, insbesondere den Datensequenzen.
Agenten () repräsentieren schließlich aktive Programmkomponenten, d.h. von ihnen können
sowohl kontinuierliche als auch spontane Aktionen ausgehen. Darüber hinaus können sie
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