株式会社セックにおける ロボティクス分野への取り込み

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1 RT ミドルウェアサマーキャンプ 2014 RTM on Android の紹介 2014 年 8 月 5 日 開発本部第四開発部 中本啓之

2 さまざまな RT ミドルウェア 用途に合わせ 多様な RT ミドルウェアを開発 提供しています エンタープライズ層 OpenRTM.NET PC/ タブレット向け Android 版 RT ミドルウェア RTM on Android TM OpenRTM-aist HONDA RTM ロボット層 OpenRTM-aist for VxWorks 機能安全対応 RT ミドルウェア ロボット制御向け RTC-lite エンベデッド / デバイス層 minirtcs-can 省資源マイコン向け micrortcs-zigbee Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 2

3 RT ミドルウェア導入のメリット マルチプラットフォーム対応 単体のロボットだけでなく ロボット周辺システムや ロボット操作系のシステムともシームレスに結合する省資源マイコンで動作し センサーネットワークのプラットフォームにも適用可能 ROS にはない機能 柔軟性の向上 モジュール接続構成を変えるだけで様々なシステムを構築できる レーザレンジセンサ RTC USB カメラ RTC 移動体検知 RTC ビジネスアプリ RTC モータ RTC LCD 出力 RTC 音声出力 RTC ネットワーク分散 ネットワーク上に分散する RTC を OS 言語の壁を越えて接続することができる ネットワーク ロボット体内 LAN やネットワークロボットなど 分散システムを容易に構築可能 ロボット A ロボット B ロボット C RTC RTC RTM Solaris RTC RTC RTM FreeBSD RTC RTC RTC RTM ARTLinux 再利用性の向上 選択肢の多様化 同じコンポーネントをいろいろなシステムに使いまわせる同じ機能を持つ複数のモジュールを試すことができる レーザレンジファインダの入れ替えが容易 ( ソフト変更不要 ) Linux RTM RTC RTC Windows RTM RTC RTC TRON RTM RTC RTC ロボット 防犯センサシステム アプリケーション操作デバイスセンサ 資料作成 / 提供 : 産業技術総合研究所 Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 3

4 RTM on Android 開発の狙い RTC 開発者 / 利用者の裾野拡大!! これに伴う RT ミドルウェアの普及促進!! Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 4

5 RTM on Android とは RTM on Android は Android 端末に対応した RT ミドルウェアです RTM on Android を用いることで ロボットやセンサーが Android 端末と連携するシステムを迅速かつ安価に作成することが可能になります ライトを消し忘れをセンサーでモニタリング ロボットを制御 Android 端末をロボットシステムのフロントエンドに活用! Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 5

6 RTM on Android とは TM RTM on Android とは 例えば こんな使い方 OMG で承認された国際規格である RTC Specification を Android 上に実現 Android タブレットを用いることで 場所を選ばずにロボットの制御 監視が可能になります OpenRTM-aist-1.0 と相互運用可能 RT ミドルウェアを使用した既存ロボット / センサが利用できるため 開発コストを下げ 開発期間を短くすることができます 分散ミドルウェア CORBA には産総研が開発した RtORB を採用 産業用ロボットの生産管理端末として スマートハウスで部屋ごとの電力消費量や家電の状態を確認する端末として ロボットの遠隔操作やモニタリングを行う端末として Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 6

7 RTM on Android の活用事例 SCENE1: ロボットの遠隔制御 監視 SCENE2: センサーネットワーク Android 端末を用いてロボットを遠隔制御 タブレットからロボットを操作 ロボットのカメラ映像をタブレットで表示 Android 端末をセンサネットワークのデバイスとして活用 部屋情報をセンサーと接続した Android 端末から収集 収集結果をタブレットに表示 カメラ映像人のセンシング結果 インフォメーションロボット ロボットの首振りを制御 RT-ADK ( センサー ) 部屋ごとの温度 照度センサーの情報を収集 RT-ADK ( センサー ) コントローラとして利用 情報表示端末として利用 RT Android でロボット / センサーを制御 監視 Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 7

8 Android に RTM を載せるとは? そもそもRTMとは RTCを作成するために RTCがRTCとして動作するために存在するミドルウェア... としてのソフトウェア実行単位はRTMではなくRTC Android 上でRTCを作成する? そのようなシーンは想像できない! Android 上で動作するRTCとは? 単なるAndroidアプリの1 形態に過ぎない Android アプリとして RTC を作成し Android 端末上で 上記 RTC が動作する ことを可能にすること Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 8

9 RTM on Android の効能 RT ミドルウェアや RTC の知識が乏しくても 通常の Android アプリケーション開発スキルを持つ人であれば 容易に RTC の開発が可能となる RTM on Android を利用して開発した RTC は ごく普通の Android アプリケーションとして扱うことができ 実行時のシステムリソースへの負荷も軽い RTM on Android を利用して開発した RTC は OMG により標準化された RTC 標準仕様 Ver1.0 に従った軽量 RTC の OpenRTM 拡張モデルとしての基本的な振る舞いに対応し 他プラットフォーム上の RTC ともシームレスに相互接続できる Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 9

10 RTC と Android における コンポーネントの対応 RTC は, 必ずしも UI を必要としない他 RTC との通信は継続的に実施できる必要がある RTM on Android では,RTC が Android 上で Service として動作 UI が必要な場合は別途 Activity を必要なだけ追加これら全体で一つのアプリケーション単位 (apk) 一つの Android 端末上にて複数の RTC を同時に Active な状態で稼動可能 Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 10

11 Android アーキテクチャとアプリケーション Android Runtime に専用 VM (Dalvik VM) 各アプリケーションは, それぞれが独立した Linux のプロセス 各アプリケーションに一つの Dalvik VMインスタンスが対応して動作一般的 Androidアプリケーションは,UIを持つコンポーネントであるActivityとして実装される Activityは画面の最上位に表示される場合にのみ動作 UIを持たず, バックグラウンドで継続的に動作するServiceも代表的なコンポーネント単位 Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 11

12 RTM on Android のアーキテクチャ Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 12

13 RTM on Android での RTC 開発 ごく普通の Android アプリ開発手法と同じ Google 社により提供されている Eclipse 用 SDK を利用アプリケーション単位に Android プロジェクトを作成ソースの編集からビルドまでを実施 RTC としての動作はシンプルな API 記述で実現可能 Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 13

14 RTM on Android 使用上の注意点 画面オフや回転への注意 Android バージョン 2 系では 画面オフ時や回転時に ondestroy() や oncreate() が内部で呼ばれてしまうこのため RTC の起動 終了方法によっては 意に反して連動して終了してしまう危険性がある対処方法画面レイアウト定義への指定にて画面オフ抑止マニフェストへの指定にて回転を抑止 omni-orb との親和性への注意 omni-orb は デフォルトで一定時間後にタイムアウト処理が走る RTM on Android が採用している RtORB はこれに未対応対処方法 ( 実際に OpenRTM-aist のサンプル RTC 用 rtc.conf を修正 ) omni-orb を利用する RTC のコンフィグレーション指定にて タイムアウトを抑止 RT SystemEditor との親和性への注意 RTM on Android を利用した RTC は RT SystemEditor 上での操作感が悪く RT SystemEditor が無応答に陥ることもある対処方法 Rtshell を使うか Connector を作成する Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 14

15 RTM on Android での独自型の使用 独自型を使用する場合は データクラスを用意する データのアライメントに注意する必要がある参考 : import java.util.list; public class CameraImage implements Marshalizable { private static final String datatype = "CameraImage"; public RTCTime tm = null; public short width; public short height; public short bpp; public String format; public double fdiv; public List<Byte> pixels; public CameraImage() { tm = new RTCTime(0, 0); pixels = new ArrayList<Byte>(); } public CORBA_CdrData marshal() { Marshalizer mslzr = new Marshalizer(); mslzr.marshallong(gettm().getsec()); mslzr.marshallong(gettm().getnsec()); mslzr.marshalshort(width); mslzr.marshalshort(height); mslzr.marshalshort(bpp); mslzr.marshalshort(0); mslzr.marshalstring(format); mslzr.marshaldouble(fdiv); mslzr.marshalbyteseq(pixels); } } CORBA_CdrData cdr = new CORBA_CdrData(); cdr.setdata(mslzr.get()); return cdr; public void demarshal(corba_cdrdata cdrdata) { Marshalizer mslzr = new Marshalizer(cdrData.getData()); int sec = mslzr.demarshallong(); int nsec = mslzr.demarshallong(); tm.set(sec, nsec); } width = mslzr.demarshalshort(); height = mslzr.demarshalshort(); bpp = mslzr.demarshalshort(); mslzr.demarshalshort(); format = mslzr.demarshalstring(); fdiv = mslzr.demarshaldouble(); pixels = mslzr.demarshalbyteseq(); Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 15

16 ロボコンマガジン連載 ロボコンマガジン ( オーム社 ) で 2012 年 7 月号 ~ 2013 年 1 月号に RTM on Android の連載記事 Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 16

17 ロボコンマガジン連載 OpenRTM.NET で実装した Windows PC 上で動作する RTC を Android 端末からコントロールする RTC の開発 Google Earth 内を移動するバ - チャル飛行体 Arduino 用移動台車 KURUMA Shield( ピルクス社 ) Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 17

18 デモシステム構成 Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 18

19 ロボットサイト ロボットサイトにて NEDO 次世代ロボット知能化技術開発プロジェクト をはじめ 当社の研究開発成果を公開しています Copyrightc 2014 Systems Engineering Consultants Co., LTD. All rights reserved. 19

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