RT-middleware tools for scilab

1. Powered by
（RTミドルウエアとSCILABを繋ぐTOOL
1
菅 佑樹（すが ゆうき） -株式会社リバスト
BOX）
2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
RTC-SCILAB

2. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
自己紹介
¢ 菅 佑樹（すが ゆうき）
—
—
—
1979年7月31日生まれ（31歳）
早稲田大学理工学部機械工学科卒（博士（工学））
専門：ロボット
エンターテイメント，コミュニケーション
¢ GA，NNなどの機械学習
¢ 林業支援
¢ 福祉
¢
—
株式会社リバスト勤務(豊島区池袋)
ターレ ピニマ穫収
ュ
オレテス面正
ラ カ
メ
車台行走
ラ カ方下
メ
2

3. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
RTミドルウエアとSCILABを繋ぐTOOL BOX
¢ RTC-scilab
—
ロボットの基盤技術共通化のためのソフトウエア技術である
RTミドルウエア（Robotics Technology Middleware)を，scilab
から使いやすくするためのツールボックス
¢ 今日の発表の目次
—
—
—
—
RTミドルウエアとは何か
RTC-scilabの概要
デモ（動画）
まとめ
3

4. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
RTミドルウエアとは何か
¢ ロボット技術要素（センサ，アクチュエータ，サービス，アル
ゴリズムなど）を，ソフトウエアレベルでモジュール化するた
めの共通規格
¢ CORBAやUMLの規格化を行うOMG(Object Management
Group)によって採択された国際的な規格(2008年4月)
¢ 日本の産総研が主体となって規格策定作業を行っている．
4

5. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
RTコンポーネントとは何か
¢ ロボットの技術要素は，それぞれ「RTコンポーネント
(Robotics Technology Component, RTC)」という要素単位で
の実行・管理が行われる
¢ それぞれのRTCは「ポート」を持ち，他のRTCと接続・通信出
来る
¢ RTCはACTIVE, INACTIVE, ERRORなどの「状態」を持ち，そ
れらの遷移によって状態管理が出来る
5

6. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
RTミドルウエアはあくまでも「規格」
¢ RTミドルウエアはあくまで「規格」なので実装が必要である．
¢ OpenRTM-aist
—
—
—
—
—
—
–産総研が開発するRTミドルウエアの実装
分散オブジェクト技術としてCORBAを使用
複数言語(C++,Java,Python) の使用・相互運用が可能
独自の機能拡張があり，RTミドルウエア規格へのフィードバックが
行われる
Win, Mac, Unix系対応
グラフィカルなツールが充実
フリーかつオープン
(本発表では，RTミドルウエア＝
OpenRTM-aistとして発表しています)
6

7. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
RTミドルウエアのメリット
¢ ハードウエア付属のソフトウエアをそのまま再利用
¢ 信頼性が高い
¢ システム設計の自由度が高い
¢ 前提とする知識が多い
¢ まだ使っている人が少ない
¢ 使えるハードやソフトも少ない
7

8. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
RTC-SCILABのコンセプト
¢ ハードはコンポーネントを使って・・・
¢ 中央部はできるだけ簡単に造れないか･･･
8

9. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
RTC-SCILABのコンセプト
RTミ ルウエアを用いたメ ロニク システム
ド
カト
ス・
や動力学シミ
ュレータ
Scilab /
xcos から
直接
RTCを作成するこ により
と
，
シームレスな開発＆実装
を実現
Scilab /
xcos による開発
およびシミ
ュレーショ
ン
開発者（
研究者，
9
アルゴリ
ズム技術者等）

10. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
RTC-SCILABの概要
¢ RTC-scilabとは，RTコンポーネントを，scilabおよびxcos
を用いて開発するためのツールボックス
—
—
—
—
—
—
—
OpenRTM-aist 1.0
Scilab5.2以降，xcos対応
RTCの作成・破棄
「ポート」の実装
状態の管理，ポートの接続など
OpenHRP3との同期実行
Win, Linux対応（Linuxでは一部機能が未対応）
10

11. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
SCILABとは何か
¢ フランスのINRIAが開発・メンテナンスしている科学技術
計算ソフトウエア
—
プログラミング言語
¢
—
scilab言語
¢ マトリックスなどの扱いに長けたスクリプト言語
開発環境
インタラクティブなシェルで変数を確認しながら開発
¢ scilab言語プログラムに適したエディタ
¢ 変数監視のためのデバッガ
¢
—
ヴィジュアルプログラミング環境
ブロック線図を接続するようなヴィジュアルプログラミング環境Xcos
(かつてはscicosと呼ばれていた）
¢ 離散系と連続系を同時に扱うハイブリッド環境
¢ タイミング同期や微積分なども簡単にシミュレートできる
¢
11

12. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
RTC-SCILABの構造
¢ DLLからOpenRTM-aist(C++版)にアクセスし，他のRTC
と接続する
¢ DLLとの接続を簡便にするためのscilabスクリプト
¢ XcosでRTC-scilabを使うためのブロック
12

13. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
SCILABのスクリプトによるRTC開発
¢ ソースコードの例
13

14. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
XCOSを用いたグラフィカルなRTC作成
¢ ポートを意味するブロック
をxcosダイアグラムに追加
¢ 専用のグラフィカルな設定
ダイアログ
—
—
—
ポート名
ポートのタイプ
ポートのサイズ
¢ RTC用クロックブロックで
RTCと同期して実行
14

15. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
デモ1（動画？）
¢ 3DConnexion社の3次元マウスコンポーネントのデータ
取得＆視覚化
Xcosのscopeブロックへの入力
3次元マウスの各軸のデータ
（double型，6次元）
15

16. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
RTC-SCILABによるデモ１
16

17. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
デモ2（動画？）
¢ OpenHRP3との接続
—
—
—
OpenHRP3とは，OpenRTM-aistを使って開発されている動
力学シミュレータ
産総研で開発中の2足歩行ロボットや，車輪移動型ロボトの
シミュレーションに使用されている．
フリーかつオープンソース
17

18. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
デモ（倒立振子の制御）
¢ OpenHRP3のシミュレータ空間内の倒立振子を立てる
—
—
コントローラの入力(振子の角速度，台車の移動速度)
コントローラの出力(台車の駆動力)
18

19. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
状態フィードバックによる倒立振子制御
OpenHRP3のシミュレーション
と同期するための特別なクロッ
クブロック
19

20. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
OPENHRP3との接続
20

21. 2013/12/09
YUKI SUGA (REVAST CO., LTD)
Powered by
まとめ
¢ RTC-scilab
—
—
—
ロボットの基盤技術標準化に基づいたソフトウエア要素であ
る「RTコンポーネント」をscilab/xcosを使って開発するため
のツールボックス
ロボット用のセンサやアクチュエータなどが簡単に使え，独
自のアルゴリズムを実ロボット上で実験できる
OpenHRP3と同期して，ロボットのシミュレーションが可能
21

22. 2013/12/09
YUKI SUGA REVAST CO., LTD
Powered by
参考ウェブサイト
¢
Scilab
—
¢
OpenRTM-aist公式サイト
—
¢
http://www.ysuga.net/robot/rtm
RTC-scilab
—
—
—
¢
http://www.openrtm.org
RTミドルウエア入門
—
¢
http://www.scilab.org
http://www.ysuga.net/robot/rtm/rtc_scilab
ライセンス＝GPL
対応OS＝Win, Linux
その他問い合わせ
—
—
—
ysuga@ysuga.net
Twitter: http://www.twitter.jp/ysuga
株式会社リバスト（http://www.revast.co.jp）
22