Συντάχθηκε 21-03-2012 13:43
από Galateia Malandraki
Email συντάκτη: gmalandraki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος ΑΡΜΗΧ.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΑΓΓΕΛΙΚΗ ΤΟΠΑΛΙΔΟΥ-ΚΥΝΙΑΖΟΠΟΥΛΟΥ
με θέμα
“Ένα Εργαλείο CASE (Computer-Aided Software Engineering)
για την Ανάπτυξη Ρομποτικής Συμπεριφοράς Ελέγχου”
“A CASE (Computer-Aided Software Engineering) Tool
for Robot-Team Behavior-Control Development”
Παρασκευή 23 Μαρτίου 2012, 2μμ
Αίθουσα 137.Π39, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Επ. Καθ. Μιχαήλ. Γ. Λαγουδάκης (επιβλέπων)
Επ. Καθ. Αικατερίνη Μανιά
Δρ. Νικόλαος Σπανουδάκης (Τμήμα Επιστημών)
Περίληψη
Η ανάπτυξη συμπεριφοράς υψηλού επιπέδου για αυτόνομα ρομπότ είναι μια χρονοβόρα διαδικασία, ακόμη και για έμπειρους μηχανικούς. Τα εργαλεία CASE (Computer-Aided Software Engineering) βελτιώνουν την παραγωγικότητα και την ποιότητα στην ανάπτυξη λογισμικού, ωστόσο δεν χρησιμοποιούνται ευρέως για την ανάπτυξη ρομποτικής συμπεριφοράς, ακόμα και σε τομείς, όπως ο διαγωνισμός ρομποτικού ποδοσφαίρου RoboCup, όπου η συμπεριφορά των ρομπότ εξ ανάγκης τροποποιείται αρκετά συχνά. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ένα εργαλείο CASE, με την επωνυμία Kouretes Statechart Editor (KSE), το οποίο επιτρέπει στον προγραμματιστή να καθορίσει εύκολα μια επιθυμητή ρομποτική συμπεριφορά ως ένα μοντέλο statechart χρησιμοποιώντας μια ποικιλία βασικών ρομποτικών λειτουργιών (όραση, εντοπισμός, μετακίνηση, κινητικές δεξιότητες, επικοινωνία). Το statechart είναι ένα συμπαγές τυπικό μοντέλο ανεξάρτητο από την πλατφόρμα που χρησιμοποιείται ευρέως στην τεχνολογία λογισμικού για το σχεδιασμό συστημάτων λογισμικού. Το εργαλείο KSE υιοθετεί τη μεθοδολογία Agent Systems Engineering Methodology (ASEME) που βασίζεται στη χρήση μοντέλων και καθοδηγεί τον προγραμματιστή σε μια σειρά βημάτων σχεδιασμού μέσα σε γραφικό περιβάλλον που καταλήγει στην αυτόματη παραγωγή κώδικα. Πιο συγκεκριμένα, το εργαλείο KSE υποστηρίζει (α) την αυτόματη δημιουργία του αρχικού αφηρημένου μοντέλου statechart χρησιμοποιώντας συμπαγείς liveness formulas, (β) τη γραφική επεξεργασία του μοντέλου statechart και την προσθήκη των απαιτούμενων εκφράσεων μετάβασης, και (γ) την αυτόματη δημιουργία πηγαίου κώδικα για μεταγλώττιση και εκτέλεση στο ρομπότ. Το εργαλείο KSE έχει αναπτυχθεί με χρήση των τεχνολογιών του Eclipse Modeling Project και έχει ενοποιηθεί με την αρχιτεκτονική λογισμικού Monas και το πλαίσιο επικοινωνίας Narukom, τα οποία παρέχουν τις βασικές λειτουργίες. Το εργαλείο KSE χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη της συμπεριφοράς των ανθρωποειδών ρομπότ Aldebaran Nao της ομάδας Κουρήτες που αγωνίζεται στο πρωτάθλημα Standard Platform League του RoboCup. Ως αποτέλεσμα, η διαδικασία της ανάπτυξης και τροποποίησης συμπεριφοράς έχει γίνει πολύ πιο γρήγορη και λιγότερο επιρρεπής σε σφάλματα. Ο ευέλικτος σχεδιασμός του εργαλείου KSE επιτρέπει τη χρήση του σε άλλους τομείς καθορισμού συμπεριφοράς και τη διαμόρφωσή του για την παραγωγή πηγαίου κώδικα συμβατού με άλλες αρχιτεκτονικές λογισμικού.
Abstract
The development of high-level behavior for autonomous robots is a time-consuming task even for experts. Computer-Aided Software Engineering (CASE) tools improve productivity and quality in software development, however they are not widely used for robot behavior development, even in domains, such as the RoboCup (robotic soccer) competition, where robot behavior needs to be quite frequently modified. This thesis presents a CASE tool, named Kouretes Statechart Editor (KSE), which enables the developer to easily specify a desired robot behavior as a statechart model utilizing a variety of base robot functionalities (vision, localization, locomotion, motion skills, communication). A statechart is a compact platform-independent formal model used widely in software engineering for designing software systems. KSE adopts the model-driven Agent Systems Engineering Methodology (ASEME) and guides the developer through a series of design steps within a graphical environment that leads to automatic source code generation. More specifically, KSE supports (a) the automatic generation of the initial abstract statechart model using compact liveness formulas, (b) the graphical editing of the statechart model and the addition of the required transition expressions, and (c) the automatic source code generation for compilation and execution on the robot. KSE has been developed using the Eclipse Modeling Project technologies and has been integrated with the Monas software architecture and the Narukom communication framework, which provide the base functionalities. KSE is used for developing the behavior of the Aldebaran Nao humanoid robots of our team Kouretes competing in the RoboCup Standard Platform League. As a result, the process of behavior development and modification has become much quicker and less error-prone. The flexible design of KSE allows its use in other behavior specification domains and its configuration for source code generation compatible with other software architectures.
Συνημμένα:
-
Topalidou-Kyniazopoulou-Announcement.doc
Μεταφορτώσεις: 237,
Μέγεθος: 38 KB application/octet-stream
