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RTコンポーネント作成入門
- 2. 22 • ppt – 第2部、第3部のスライド • WEBページ(手順を記載したページ) – 第2部(Windows) – 第2部(Ubuntu) – 第3部 • Installer(OpenRTM-aist-1.2.1版 Windows用インストーラ) – OpenRTM-aistのインストールに問題があった場合に使用してください • script – この講習で使うシミュレータのインストールスクリプト(Ubuntu用) • EXE – EV3SimulatorComp.exe(シミュレータ) • sample – RobotController(本実習で作成するコンポーネントの見本) • ポータブル版LibreOffice – 第3部で使用するポータブル版LibreOffice 資料(USBメモリで配布)
- 4. 44 • OpenRTM-aist – OpenRTM-aist-1.2.1-RELEASE_x86_64.msi – インストール後に再起動する(2回再起動を必要とする環境もある) • Python – python-3.7.5-amd64.msi – OpenRTM-aistの64bit版をインストールする場合はPythonも64bit版をインストー ルする。 • CMake – cmake-3.15.4-win64-x64.msi • Doxygen – doxygen-1.8.14-setup.exe • Visual Studio – Visual Studio 2019 インストールの確認(Windows)
- 5. 55 • OpenRTM-aist – $ wget https://raw.githubusercontent.com/OpenRTM/OpenRTM-aist/master/scripts/pkg_install_ubuntu.sh – $ sudo sh pkg_install_ubuntu.sh -l all --yes • CMake – $ sudo apt-get install cmake cmake-gui • Doxygen – $ sudo apt-get install doxygen • Java – $ sudo apt-get install openjdk-8-jdk • Code::Blocks(任意) – $ sudo apt-get install codeblocks • EV3SimulatorComp – sudo apt install git premake4 freeglut3-dev – $ wget https://raw.githubusercontent.com/OpenRTM/RTM_Tutorial_EV3/master/script/install_ev3_simulator.sh – sh install_ev3_simulator.sh インストールの確認(Ubuntu)
- 6. 66 • シミュレータ上の車輪型移動ロボット(Educator Vehicle)の 操作を行うコンポーネントの作成 – GUIにより目標速度入力 – タッチセンサがオンの時に停止 実習内容
- 7. 77 Educator Vehicle概要 • LEGO Mindstorms EV3の組み立て例の一つ 駆動車輪 タッチセンサ EV3
- 8. 88 • RTC Builderによるソースコード等のひな型の作成 • ソースコードの編集、ビルド – ビルドに必要な各種ファイルを生成 • CMakeLists.txtの編集 • CMakeにより各種ファイル生成 – ソースコードの編集 • RobotController.h、 RobotController.cppの編集 – ビルド • Visual Studio、Code::Blocks • RTシステムエディタによるRTシステム作成、動作確認 – RTシステム作成 • データポート接続、コンフィギュレーションパラメータ設定 全体の手順
- 11. 1111 RTC Builderの起動 • 起動する手順 – Windows(OpenRTM-aist 1.2) • デスクトップのショートカットをダブルクリック – デスクトップのショートカットがない場合 • Windows 8.1 – 「スタート」→「アプリビュー(右下矢印)」→「OpenRTM-aist 1.2.1」→「OpenRTP」 – ※同じフォルダに「RTSystemEditorRCP」がありますが、これはRTC Builderが使えないので今 回は「OpenRTP」を起動してください。 • Windows 10 – 左下の「ここに入力して検索」にOpenRTPと入力して、表示されたOpenRTPを起動 – Ubuntu • 以下のコマンドを入力 • $ openrtp
- 12. 1212 • Windows 8.1 RTC Builderの起動 デスクトップ スタート画面 アプリビュー
- 13. 1313 • Windows 10 RTC Builderの起動 左下の「ここに入力して検 索」に「OpenRTP」と入力
- 16. 1616 プロジェクト作成 • RobotControllerコンポーネントのスケルトンコードを作成する。 – 車輪型移動ロボット操作コンポーネント • GUIでロボットを操作 • タッチセンサがオンの場合に停止
- 17. 1717 資料 • USBメモリで配布 – 「WEBページ」フォルダのHTMLファイルを開く • チュートリアル – チュートリアル(EV3、Windows、第2部) _ OpenRTM-aist.html – チュートリアル(EV3、Ubuntu、第2部) _ OpenRTM-aist.html • もしくはRTミドルウェア講習会のページからリンクをクリック – チュートリアル(第2部、Windows) – チュートリアル(第2部、Ubuntu)
- 18. 1818 プロジェクト作成 • OpenRTP起動時にワークスペースに指定したディレクトリに 「RobotController」というフォルダが作成される – この時点では「RTC.xml」と「.project」のみが生成されている • 以下の項目が設定する – 基本プロファイル – アクティビティ・プロファイル – データポート・プロファイル – サービスポート・プロファイル – コンフィギュレーション – ドキュメント – 言語環境 – RTC.xml
- 20. 2020 基本プロファイルの入力 • コンポーネント名 – RobotController • 概要 – 任意(Robot Controller Component) • バージョン – 任意(1.0.0) • ベンダ名 – 任意 • カテゴリ – 任意(Controller) • コンポーネント型 – STATIC • アクティビティ型 – PERIODIC • コンポーネントの種類 – DataFlow • 最大インスタンス数 – 1 • 実行型 – PeriodicExecutionContext • 実行周期 – 1000.0 • 概要 – 任意
- 22. 2222 アクティビティの設定 コールバック関数 処理 onInitialize 初期化処理 onActivated アクティブ化されるとき1度だけ呼ばれる onExecute アクティブ状態時に周期的に呼ばれる onDeactivated 非アクティブ化されるとき1度だけ呼ばれる onAborting ERROR状態に入る前に1度だけ呼ばれる onReset resetされる時に1度だけ呼ばれる onError ERROR状態のときに周期的に呼ばれる onFinalize 終了時に1度だけ呼ばれる onStateUpdate onExecuteの後毎回呼ばれる onRateChanged ExecutionContextのrateが変更されたとき1度だ け呼ばれる onStartup ExecutionContextが実行を開始するとき1度だ け呼ばれる onShutdown ExecutionContextが実行を停止するとき1度だ け呼ばれる
- 23. 2323 アクティビティの設定 • 以下のアクティビティを有効にする – onInitialize – onActivated – onDeactivated – onExecute • Documentationは適当に書いてお いてください – 空白でも大丈夫です
- 25. データポートの設定 • 以下のInPortを設定する – in • データ型： RTC::TimedBooleanSeq • 他の項目は任意 • ※TimedBooleanと間違えない ように注意してください。 • 以下のOutPortを設定する – out • データ型： RTC::TimedVelocity2D • 他の項目は任意 • ※TimedVelocity3D型、 TimedVector2D型と間違えな いようにしてください
- 27. RTC::TimedVelocity2D型について • ExtendedDataTypes.idlで定義されている移動ロボットの速度を表現するため のデータ型 – vx: X軸方向の速度 – vy: Y軸方向の速度(車輪が横滑りしないと仮定すると0) – va: Z軸周りの角速度 vxで直進速度、vaで回転速度を設定
- 29. コンフィギュレーションの設定 • 以下のコンフィギュレーション パラメータを設定する – speed_x • データ型：double • デフォルト値： 0.0 • 制約条件：-1.5<x<1.5 • Widget：slider • Step: 0.01 • 他の項目は任意 – speed_r • データ型：double • デフォルト値： 0.0 • 制約条件：-2.0<x<2.0 • Widget：slider • Step: 0.01 • 他の項目は任意 GUI(スライダー)による移動ロボットの操作ができるようにする
- 30. コンフィギュレーションパラメータの制約、 Widgetの設定 • 制約条件：0<=x<=100 • Widget：slider • Step：10 • 制約条件：0<=x<=100 • Widget：spin • Step：10 • Widget：text • RT System Editorでコンフィギュレーションパラメータを編集 する際にGUIを表示する
- 31. コンフィギュレーションパラメータの制約、 Widgetの設定 • 制約条件：(0,1,2,3) • Widget：checkbox • 制約条件：(0,1,2,3) • Widget：ordered_list • 制約条件：(0,1,2,3) • Widget：radio
- 32. EV3のタッチセンサ • 前部の左右にタッチセンサを搭載 – TimedBooleanSeq型(bool型の配列)のデータ型で入力 • 配列の0番目が右側、1番目が左側に対応
- 33. ドキュメントの設定 • 各種ドキュメント情報を設定 • 今回は適当に設定しておいてください。 – 空白でも大丈夫です
- 35. スケルトンコードの生成 • 基本タブからコード生成ボタンを 押すことでスケルトンコードが生 成される – Workspace¥RobotController以下 に生成 • ソースコード – C++ソースファイル(.cpp) – ヘッダーファイル(.h) » このソースコードにロボットを操作す る処理を記述する • CMakeの設定ファイル – CMakeLists.txt • rtc.conf、RobotController.conf • 以下略 – ファイルが生成できているかを確 認してください
- 37. 3737 • ビルドに必要な各種ファイルを生成 – CMakeLists.txtの編集 – CMakeにより各種ファイル生成 • ソースコードの編集 – RobotController.hの編集 – RobotController.cppの編集 • ビルド – Windows： Visual Studio – Ubuntu： Code::Blocks 手順
- 38. 3838 • ビルドに必要な各種ファイルを生成 – CMakeLists.txtに設定を記述 • RTC Builderでスケルトンコードを作成した時にCMakeLists.txtも生成されている CMake
- 39. 3939 • CMakeを使用する – Windows 8.1 • 「スタート」→「アプリビュー(右下矢印)」→「CMake」→「CMake (cmake-gui)」 – Windows 10 • 左下の「ここに入力して検索」にCMakeと入力して表示されたCMake(cmake-gui)を起動 – Ubuntu • コマンドで「cmake-gui」を入力 ビルドに必要なファイルの生成
- 40. 4040 • Windows 8.1 cmake-guiの起動 デスクトップ スタート画面 アプリビュー
- 42. 4242 ビルドに必要なファイルの生成 • CMakeLists.txtをcmake-guiにドラックアンドドロップ – CMakeLists.txtはRTC Builderで生成したプロジェクトのフォルダ (例： C:¥workspace¥RobotController)
- 45. 4545 CMake 3.14以降の場合 ビルド環境の設定 Visual Studio 2019 → Visual Studio 16 2019 Visual Studio 2017 → Visual Studio 15 2017 Code::Blocks → CodeBlocks – Unix Makefiles ※貸し出したPCでは「Visual Studio 14 2015」を指定 X64を選択する。 設定後、Finishボタンを押す
- 49. 4949 ソースコードの編集
- 50. 5050 ソースコードの編集 • CMake-guiのバージョンが古い場合は「Open Project」ボタン がないため、ファイルをダブルクリックして開く – Windows • buildフォルダの「RobotController.sln」をダブルクリックして開く – Ubuntu • buildフォルダの「RobotController.cbp」をダブルクリックして開く
- 51. 5151 ソースコードの編集 • Windows – Visual Studioが起動 • Ubuntu – Code::Blocksが起動
- 52. 5252 ソースコードの編集 • RobotController.hの編集 Visual Studio Code::Blocks
- 54. 5454 ソースコードの編集 • RobotController.cppの編集 – 詳細はUSBメモリの資料を参考にしてください Visual Studio Code::Blocks
- 59. 5959 ソースコードのコンパイル Visual Studio Code::Blocks • 成功した場合、実行ファイルが生成される • Windows • build¥srcフォルダのRelease(もしくはDebug)フォルダ内に RobotControllerComp.exeが生成される • Ubuntu • build/srcフォルダにRobotControllerCompが生成される
- 61. 6161 • RTCをGUIで操作するためのツール – データポートを接続してデータを転送できるようにする – サービスポートの接続 – RTCをアクティブ化して処理を開始する – 非アクティブ化、リセット、終了 – コンフィギュレーションパラメータの操作 – 実行コンテキストの操作 – 複合化 – マネージャからRTCを起動 – 作成したRTシステムの保存、復元 RT System Editor
- 64. 6464 RobotControllerコンポーネントの動作確認 • シミュレータコンポーネントと接続してシミュレータ上のロボットを操作 するRTシステムを作成する – ネームサーバーを起動する – EV3Simulatorコンポーネントを起動する • Windows – 配布USBメモリのEXEフォルダ内「 EV3SimulatorComp.exe 」をダブル クリック • Ubuntu – 配布USBメモリ内のスクリプトでインストール » $ sh install_ev3_simulator_usb.sh – EV3SimulatorRTC/buildに移動して以下のコマンドを実行 » $ src/EV3SimulatorComp – RobotControllerコンポーネント起動 – EV3SimulatorコンポーネントとRobotControllerコンポーネントを接続して「All Activate」を行う
- 65. 6565 • オブジェクトを名前で管理するサービス – RTCを一意の名前で登録する • RT System Editor等のツールはネームサーバー から名前でRTCの参照を取得する ネームサーバーの起動 • 起動する手順
- 66. 6666 • OpenRTM-aist 1.1.2以前の手順 ネームサーバーの起動 – Windows 8.1 • 「スタート」→「アプリビュー(右下矢印)」→「OpenRTM-aist 1.x.x」→「Start Naming Service」 – Windows 10 • 左下の「ここに入力して検索」にStart Naming Serviceと入力して起動 – Ubuntu • $ rtm-naming
- 67. 6767 RobotControllerコンポーネントの動作確認 • シミュレータコンポーネントと接続してシミュレータ上のロボットを操作する RTシステムを作成する – ネームサーバーを起動する – EV3Simulatorコンポーネントを起動する • Windows – 配布USBメモリのEXEフォルダ内「 EV3SimulatorComp.exe 」をダブルクリッ ク • Ubuntu – 配布USBメモリ内のスクリプトでインストール » $sudo sh install_ev3_simulator.sh – EV3SimulatorRTC/buildに移動して以下のコマンドを実行 » src/EV3SimulatorComp – RobotControllerコンポーネント起動 • Windows – build¥srcフォルダのRelease(もしくはDebug)フォルダ内に RobotControllerComp.exeが生成されているためこれを起動する • Ubuntu – build/srcフォルダにRobotControllerCompが生成されているためこれを起動 する – RobotControllerコンポーネント、EV3Simulatorコンポーネントを接続して「All Activate」 を行う
- 69. データポートの接続
- 70. データポートの接続
- 71. アクティブ化
- 76. RTコンポーネントの状態遷移• RTCには以下の状態が存在する – Created • 生成状態 • 実行コンテキストを生成し、start()が 呼ばれて実行コンテキストのスレッド が実行中(Runnning)状態になる • 自動的にInactive状態に遷移する – Inactive • 非活性状態 • activate_componentメソッドを呼び 出すと活性状態に遷移する • RT System Editor上での表示は青 – Active • 活性状態 • onExecuteコールバックが実行コン テキストにより実行される • リターンコードがRTC_OK以外の場 合はエラー状態に遷移する • RT System Editor上での表示は緑 – Error • エラー状態 • onErrorコールバックが実行コンテキ ストにより実行される • reset_componentメソッドを呼び出 すと非活性状態に遷移する • RT System Editor上での表示は赤 – 終了状態
- 79. システムの保存
- 80. システムの復元 • 以下の内容を復元 – ポート間の接続 – コンフィギュレーション – 「Open and Create Restore」を選択した場合はマネージャからコンポーネント起動
- 83. 83 実機との接続
- 84. EV3実機との接続 • EV3とノートPCを無線LANで接続 – EV3が無線LANアクセスポイントになる • 注意事項 – EV3はパーツを取り外した状態で配っているのでチュートリアルに記載した手順で組み 立ててください。 – ノートPCに複数のネットワークインターフェースが存在する場合にRTCの通信ができな くなる可能性があります。 • 問題が発生した場合は個別に対応します。 – EV3アクセスポイント接続後はインターネットに接続できなくなります。 – EV3アクセスポイント接続後に、起動済みのネームサーバーとRTCは再起動してくださ い。 – EV3が起動しない場合は、チュートリアルページの手順でリセットを試みてください。
- 85. 8585 • Educator Vehicleの組立て – EV3を土台に装着 – EV3とLモーターをケーブルで接続 • B → Lモーター(左) • C → Lモーター(右) Educator Vehicle組立て ※ケーブルに接続するデバイス、 ポート名を記載
- 86. 8686 • Educator Vehicleの組立て – 右側のタッチセンサを取り付け – タッチセンサとEV3をケーブルで接続 Educator Vehicle組立て 右側のタッチセンサをポート3に接続 左側のタッチセンサをポート1に接続
- 87. EV3との接続 • 電源投入 – 中央のボタンを押す • 無線LANアクセスポイントの利用 – EV3を無線LANアクセスポイント化、RTCやネームサーバーの起動を行うた めには、手動でスクリプトファイルを実行する必要があります • ボタン操作で「File Browser」→「scripts」→「start_ap.sh」を選択
- 88. EV3との接続 • 無線LANアクセスポイントとの接続 – SSID、パスワードはEV3のシールに記載 – 接続後にネームサーバーと起動済みのRTCは再起動する – OpenRTPの再起動が必要な場合もある – 接続手順(Windows) • 画面右下のネットワークアイコンをクリック • ev3_xxに接続後、パスワードを入力
- 90. ネームサーバーとの接続
- 91. 起動済みのRTC、ネームサーバー再起動 • ネームサーバーを再起動する – OpenRTM-aist 1.2の場合はネームサーバー起動ボタンで再起動 – OpenRTM-aist 1.1.2の場合はネームサーバーのプロセス終了後、「Start Naming Service」を再度実行 • RTC再起動 – RTCをexitするか、RTC起動時に表示したウインドウの×ボタンを押して終了する – 実行ファイル(RobotControllerComp.exe)を再度実行
- 100. サービスポートの設定 • IDLファイルについて – プログラミング言語に非依存のインターフェース定義言語 • コンシュマー側でプロバイダ側のecho、get_valueなどのオペレーション を呼び出す
- 101. RTC Builderに関する設定
- 102. RTC Builderに関する設定
- 103. 独自のデータ型の利用 • 独自のデータ型でデータポートの通信を行う手順 – IDLファイルを作成する • MyDataType.idlを任意のフォルダ(ここではC:¥UserDefType)作成 • 別のIDLファイルをインクルードしている場合は同じフォルダにコピーする
- 104. 独自のデータ型の利用 • 独自のデータ型でデータポートの通信を行う手順 – RTC Builderの設定でIDLファイルの存在するディレクトリを追加
- 107. コネクタプロファイルの設定 項目 設定内容 Name 接続の名称 DataType ポート間で送受信するデータの型． ex)TimedOctet,TimedShortなど InterfaceType データを送信方法．ex)corba_cdrなど DataFlowType データの送信手順．ex)push, pullなど SubscriptionType データ送信タイミング．送信方法がPushの場 合有効．New, Periodic, Flushから選択 Push Rate データ送信周期(単位：Hz)． SubscriptionTypeがPeriodicの場合のみ有 効 Push Policy データ送信ポリシー．SubscriptionTypeが New，Periodicの場合のみ有効． all，fifo， skip，newから選択 Skip Count 送信データスキップ数．Push PolicyがSkip の場合のみ有効
- 108. コネクタプロファイルの設定• InterfaceTye – データの送信方法 – 1.1.2ではcorba_cdr(CORBAによる通信)のみ選択可能 – 1.2.0では以下の通信方法も選択可能になる予定 • direct(同一プロセスで起動したRTC間でデータを直接変数に渡す) • shared_memory(共有メモリによる通信) • DataFlowType – データの送信手順 • Push – OutPortがInPortにデータを送る • Pull – InPortがOutPortに問い合わせてデータを受け取る • SubscriptionType – データ送信タイミング(DataFlowTypeがPush型のみ有効) • flush(同期) – バッファを介さず即座に同期的に送信 • new(非同期) – バッファ内に新規データが格納されたタイミングで送信 • periodic(非同期) – 一定周期で定期的にデータを送信 • Push Policy(SubscriptionTypeがnew、periodicのみ有効) – データ送信ポリシー • all – バッファ内のデータを一括送信 • fifo – バッファ内のデータをFIFOで１個ずつ送信 • skip – バッファ内のデータを間引いて送信 • new – バッファ内のデータの最新値を送信(古い値は捨てられる)
- 109. コネクタプロファイルの設定 • DataFlowType – Push – Pull
- 110. コネクタプロファイルの設定 • SubscriptionType – flush(同期) – new、 periodic(非同期)
- 111. コネクタプロファイルの設定 項目 設定内容 Buffer length バッファの大きさ Buffer full policy データ書き込み時に，バッ ファフルだった場合の処理． overwrite，do_nothing， blockから選択 Buffer write timeout データ書き込み時に，タイ ムアウトイベントを発生さ せるまでの時間(単位:秒) Buffer empty policy データ読み出し時に，バッ ファが空だった場合の処 理．readback， do_nothing，blockから選 択 Buffer read timeout データ読み出し時に，タイ ムアウトイベントを発生さ せるまでの時間(単位:秒)
- 112. サービスポートについて • コマンドレベルのやり取りを行うための仕組み – 任意のタイミングで操作を行いたい時などに使用 • 例えばロボットアームのサーボを停止させる、ハンドを閉じる等 • コンシューマ側がプロバイダ側が提供する関数 群(オペレーション、メソッド)を呼び出す • インターフェースはIDLファイルで定義する。
- 113. サービスポートの接続
- 114. コンフィギュレーションパラメータについて • パラメータを外部から操作する仕組み – コンポーネント作成後に変更が必要なパラメータを設定する • 例えばデバイスが接続されているCOMポート番号の設定等
- 115. コンフィギュレーションパラメータの設定
- 118. マネージャの操作
- 119. マネージャの操作 • マスターマネージャの起動、RT System Editorからの操 作によるRTCの生成までの手順を説明する – rtc.confの設定 • 「manager.is_master」を「YES」に設定して起動するマネージャをマスターに 設定する – manager.is_master: YES • モジュール探索パスの設定 – manager.modules.load_path: ., C:¥¥Program Files (x86)¥¥OpenRTM- aist¥¥1.1.2¥¥Components¥¥C++¥¥Examples¥¥vc12 – 作成したrtc.confを設定ファイルの指定してrtcd.exeを起動する • rtcdはコマンドプロンプトからrtcd.exeを入力するか、OpenRTM-aistをインス トールしたフォルダからコピーして使用する • rtcdはマネージャの起動のみを行う – ～Comp.exeは起動時に特定のコンポーネントの起動も行う • RT Syetem Editorのネームサービスビューにマネージャが表示される
- 120. マネージャの操作 • モジュールのロード
- 121. マネージャの操作 • モジュールのロード
- 122. マネージャの操作 • RTCの生成
- 123. 実行コンテキストの操作
- 125. 実行コンテキストの操作 • 実行コンテキストの関連付け – RTC起動時に生成した実行コンテキスト以外の実行コンテキストと関連付け • 関連付けた実行コンテキストでRTCを駆動させる – 他のRTCとの実行を同期させる
- 128. 複合コンポーネントの操作 • 複合コンポーネントの生成 • Type – 以下の3種類から選択可能 • PeriodicECShared – 実行コンテキストの共有 • PeriodicStateShared – 実行コンテキスト、状態の共有 • Grouping – グループ化のみ
- 129. 複合コンポーネントの操作
- 130. 複合コンポーネントの操作