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1 RT ミドルウェアによるロボットプログラミング技術 3. RTM によるプログラミング

2 インストールの確認 (Windows) OpenRTM-aist OpenRTM-aist RELEASE_x86.msi インストール後に再起動する Python python msi は不具合が発 するため 推奨 OpenRTM-aist の 32bit 版をインストールする場合 Python も 32bit 版をインストールする OpenRTM-aist の 64bit 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 PyYAML PyYAML-3.11.win32-py2.7.exe CMake cmake win32-x86.msi Doxygen doxygen setup.exe Visual Studio Visual Studio 2013 より新しいバージョンがある場合 そちらをインストールすること 2

3 インストールの確認 (Ubuntu) OpenRTM-aist $ sudo sh pkg_install_ubuntu.sh CMake $ sudo apt-get install cmake cmake-gui Doxygen $ sudo apt-get install doxygen RT System Editor RTC Builder eclipse442-openrtp112v ja-linux-gtk-x86_64.tar.gz を適当な場所に展開 Java $ sudo apt-get default-jre OpenCV $ sudo apt-get install libopencv-dev libcv2.4 libcvaux2.4 libhighgui2.4 OpenCV のサンプルコンポーネント 分でビルドする $ svn co $ cd opencv $ mkdir work $ cd work $ cmake.. $ make $ sudo make install Code::Blocks( 任意 ) $ sudo apt-get install codeblocks 3

4 実習内容 画像の反転を うコンポーネントの作成 InPort で受信した画像データを処理して OutPort から出 データポートの使 法を習得 コンフィギュレーションパラメータにより反転する 向を設定 コンフィギュレーションパラメータの使 法を習得 RT System Editor により他の RTC と接続 RTC をアクティブ化 RT System Editor の使い を習得 4

5 全体の 順 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 成 CMakeLists.txtの編集 CMakeにより各種ファイル 成 ソースコードの編集 Flip.hの編集 Flip.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 5

6 コンポーネント開発ツール RTCBuilder について 6

7 RTCBuilder コンポーネントのプロファイル情報を し, ソースコード等のひな型を 成するツール C++ Python Java のソースコードを出 7

8 RTC Builder の起動 起動する 順 Windows 7 スタート すべてのプログラム OpenRTM-aist Tools OpenRTP Windows 8.1 スタート アプリビュー ( 右下 印 ) OpenRTMaist 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 Ubuntu Eclipse を展開したディレクトリに移動して以下のコマンド $./openrtp 8

9 Windows 8.1 RTC Builder の起動 デスクトップスタート画 アプリビュー 9

10 RTC Builder の起動 いちいちアプリビューから起動するのは 常に 間がかかるため 以下の作業をしてスタートメニューのフォルダを開いておくことをお勧めします 10

11 RTC Builder の起動 11

12 RTC Builder の起動 12

13 プロジェクト作成 Flip コンポーネントのスケルトンコードを作成する 画像の反転を うコンポーネント InPort で受信した画像データを処理して OutPort から出 コンフィギュレーションパラメータにより反転する 向を設定 RT System Editor により他の RTC と接続 RTC をアクティブ化 13

14 右図のように OpenRTMaist 公式サイトからページを開く もしくは配布の USB メモリの html ファイルを開く Flip 作成 順 Windows or Ubuntu 画像処理コンポーネントの作成.html Flip コンポーネントのソースコードは USB メモリの以下のフォルダに同梱してあります Flip ソースコード 資料 14

15 プロジェクト作成 Eclipse 起動時にワークスペースに指定したディレクトリに Flip 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 成されている 以下の項 を設定する 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 語環境 RTC.xml 15

16 基本プロファイルの RT コンポーネントのプロファイル情報など, コンポーネントの基本情報を設定. コード 成, インポート / エクスポート, パッケージング処理を実 16

17 基本プロファイルの モジュール名 Flip モジュール概要 任意 (Flip image component) バージョン 任意 (1.0.0) ベンダ名 任意 モジュールカテゴリ 任意 (ImageProcessing) 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 インスタンス数 1 実 型 PeriodicExecutionContext 実 周期 概要 任意 17

18 アクティビティの設定 使 するアクティビティを設定する 指定アクティビティを有効にする 順

19 アクティビティの設定 コールバック関数 oninitialize onactivated onexecute ondeactivated onaborting onreset onerror onfinalize onstateupdate onratechanged onstartup onshutdown 処理 初期化処理 アクティブ化されるとき 1 度だけ呼ばれる アクティブ状態時に周期的に呼ばれる 非アクティブ化されるとき 1 度だけ呼ばれる ERROR 状態に入る前に 1 度だけ呼ばれる reset される時に 1 度だけ呼ばれる ERROR 状態のときに周期的に呼ばれる 終了時に 1 度だけ呼ばれる onexecute の後毎回呼ばれる ExecutionContext の rate が変更されたとき 1 度だけ呼ばれる ExecutionContext が実行を開始するとき 1 度だけ呼ばれる ExecutionContext が実行を停止するとき 1 度だけ呼ばれる 19

20 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 でも 丈夫です 20

21 データポートの設定 InPort OutPort の追加 設定を う データポートを追加する 順

22 データポートの設定 以下の InPort を設定する originalimage データ型 : RTC::CameraImage 他の項 は任意 以下の OutPort を設定する flippedimage データ型 : RTC::CameraImage 他の項 は任意 今回使 するのは RTC::CameraImage なので Img::CameraImage と間違えないようにする ポート名を間違えないようにしてください

23 データポートについて 連続したデータを通信するためのポート 以下の例はデータフロー型が push サブスクリプション型が flush インターフェース型が corba_cdr の場合

24 RTC::CameraImage 型について InterfaceDataTypes.idl で定義されている画像データ通信のためのデータ型

25 コンフィギュレーションの設定 コンフィギュレーションパラメータの追加 設定を う コンフィギュレーションパラメータを追加する 順

26 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 flipmode データ型 :int デフォルト値 :0 制約条件 :(0,-1,1) Widget:radio 他の項 は任意 反転する 向を設定可能にする

27 コンフィギュレーションパラメータ の制約 Widget の設定 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 する Widget:text 制約条件 : 0<=x<=100 Widget:spin Step:10 制約条件 : 0<=x<=100 Widget:slider Step:10

28 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:radio 制約条件 :(0,1,2,3) Widget:checkbox 制約条件 :(0,1,2,3) Widget:ordered_list

29 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 でも 丈夫です

30 語の設定 実装する 語, 動作環境に関する情報を設定

31 スケルトンコードの 成 基本タブからコード 成ボタンを押すことでスケルトンコードが 成される Workspace Flip 以下に 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画像を反転させる処理を記述する CMake の設定ファイル CMakeLists.txt rtc.conf Flip.conf 以下略 ファイルが 成できているかを確認してください

32 ソースコードの編集 RTC のビルド 32

33 順 ビルドに必要な各種ファイルを 成 CMakeLists.txt の編集 CMake により各種ファイル 成 ソースコードの編集 Flip.h の編集 Flip.cpp の編集 ビルド Windows: Visual Studio Ubuntu: Code::Blocks 33

34 CMake ビルドに必要な各種ファイルを 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 成されている 34

35 CMakeLists.txt の編集 OpenCV を利 するために CMakeLists.txt を修正する worksapce Flip の src フォルダの CMakeLists.txt をメモ帳などで開いて編集する 35

36 ビルドに必要なファイルの 成 CMake を使 する Windows 7 スタート すべてのプログラム CMake CMake (cmakegui) Windows 8.1 スタート アプリビュー ( 右下 印 ) CMake CMake (cmake-gui) Ubuntu コマンドで cmake-gui を 36

37 ビルドに必要なファイルの 成 37

38 ビルドに必要なファイルの 成 38

39 ビルドに必要なファイルの 成 39

40 ビルドに必要なファイルの 成 40

41 ソースコードの編集 Windows build フォルダの Flip.sln をダブルクリックして開く Ubuntu build フォルダの Flip.cbp をダブルクリックして開く 41

42 Windows Visual Studio が起動 Ubuntu Code::Blocks が起動 ソースコードの編集 42

43 Flip.h の編集 ソースコードの編集 Visual Studio Code::Blocks 43

44 Flip.h の編集 ソースコードの編集 44

45 ソースコードの編集 Flip.cpp の編集 配布した USB メモリの Flip ソースコード 内に 本を同梱 Visual Studio Code::Blocks 45

46 Flip.cpp の編集 ソースコードの編集 46

47 ソースコードの編集 Flip.cpp の編集 配布した USB メモリの Flip ソースコード 内に 本を同梱 47

48 データを読み込む 順 ソースコードの編集 データを書き込む 順 48

49 ソースコードのコンパイル Visual Studio Code::Blocks 49

50 システム構築 援ツール RT System Editor について 50

51 RT System Editor RTC を GUI で操作するためのツール データポート サービスポートの接続 アクティブ化 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 コンテキストの操作 実 周期変更 実 コンテキストの関連付け 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 51

52 RT System Editor の起動 52

53 RT System Editor の画 構成 53

54 Flip コンポーネントの動作確認 WEB カメラで撮影した画像を反転させて表 する RT システムを作成する ネームサーバーを起動する CameraViewer コンポーネント OpenCVCamera コンポーネントを起動する Windows OpenRTM-aist C++ Components OpenCVExamples Ubuntu $ /usr/local/share/openrtm-1.1/components/c++/opencv-rtcs/cameraviewercomp $ /usr/local/share/openrtm-1.1/components/c++/opencv-rtcs/opencvcameracomp Flip 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 FlipComp.exe が 成されているためこれを起動する Ubuntu build/src フォルダに FlipComp が 成されているためこれを起動する CameraViewer コンポーネント OpenCVCamera コンポーネント Flip コンポーネントを接続して All Activate を う 54

55 ネームサーバーの起動 オブジェクトを名前で管理するサービス RTC を 意の名前で登録する RT システムエディタ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 起動する 順 Windows 7 スタート すべてのプログラム OpenRTM-aist Tools Start Naming Service Windows 8.1 スタート アプリビュー ( 右下 印 ) OpenRTM-aist Start Naming Service Ubuntu $ rtm-naming 55

56 Windows 8.1 ネームサーバーの起動 デスクトップスタート画面アプリビュー 56

57 ネームサーバーへ接続

58 Flip コンポーネントの動作確認 WEB カメラで撮影した画像を反転させて表 する RT システムを作成する ネームサーバーを起動する CameraViewer コンポーネント OpenCVCamera コンポーネントを起動する Windows OpenRTM-aist C++ Components OpenCVExamples Ubuntu $ /usr/local/share/openrtm-1.1/components/c++/opencv-rtcs/cameraviewercomp $ /usr/local/share/openrtm-1.1/components/c++/opencv-rtcs/opencvcameracomp Flip 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 FlipComp.exe が 成されているためこれを起動する Ubuntu build/src フォルダに FlipComp が 成されているためこれを起動する CameraViewer コンポーネント OpenCVCamera コンポーネント Flip コンポーネントを接続して All Activate を う 58

59 データポートの接続

60 データポートの接続

61 データポートの接続

62 アクティブ化 WEB カメラで撮影した画像が反転して表 されるかを確認してください 表 されない場合 カメラが PC に接続されていない データポートを接続していない RTC がアクティブになっていない

63 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 成状態 実 コンテキストを 成し start() が呼ばれて実 コンテキストのスレッドが実 中 (Runnning) 状態になる 動的に Inactive 状態に遷移する Inactive 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 は Active 活性状態 onexecute コールバックが実 コンテキストにより実 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 は緑 Error エラー状態 onerror コールバックが実 コンテキストにより実 される reset_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 は 終了状態

64 RT コンポーネントの状態遷移 ( 成直後 )

65 RT コンポーネントの状態遷移 ( アクティブ化 )

66 コンフィギュレーションパラメータの操作 コンフィギュレーションパラメータを RT システムエディタから操作する 反転する 向を設定 66

67 システムの保存

68 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

69 アクティブ化 終了 アクティブ化 終了

70 RT コンポーネントの状態遷移 ( アクティブ化 )

71 RTCBuilder 補 71

72 リセット RTC がエラー状態に遷移した場合にエディタ上には く表 される 以下の操作で アクティブ状態に戻す

73 RT コンポーネントの状態遷移 ( エラー )

74 RT コンポーネントの状態遷移 ( リセット )

75 サービスポートの設定 サービスポートの追加 インターフェースの追加 設定を う

76 サービスポートの設定 インターフェースを追加する

77 サービスポートの設定 インターフェースの設定を う コード 成後 Python の場合は idlcompile.bat(idlcompile.sh) を起動する

78 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 語に 依存のインターフェース定義 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

79 RTCBuilder に関する設定

80 RTCBuilder に関する設定

81 独 のデータ型の利 独 のデータ型でデータポートの通信を う 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

82 独 のデータ型の利 独 のデータ型でデータポートの通信を う 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

83 独 のデータ型の利 独 のデータ型でデータポートの通信を う 順

84 RTSystemEditor 補 84

85 コネクタプロファイルの設定 項目 Name 設定内容 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 SubscriptionType Push Rate Push Policy Skip Count データの送信手順.ex)push, pull など 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 データ送信周期 ( 単位 :Hz). SubscriptionType が Periodic の場合のみ有効 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 送信データスキップ数.Push Policy が Skip の場合のみ有効

86 コネクタプロファイルの設定 InterfaceTye データの送信 法 では corba_cdr(corba による通信 ) のみ選択可能 では以下の通信 法も選択可能になる予定 direct( 同 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 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( 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( 同期 ) 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 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 )

87 コネクタプロファイルの設定 DataFlowType Push Pull

88 コネクタプロファイルの設定 SubscriptionType flush( 同期 ) new periodic( 同期 )

89 コネクタプロファイルの設定 項目 Buffer length Buffer full policy Buffer write timeout Buffer empty policy Buffer read timeout 設定内容 バッファの大きさ 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 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 ) 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 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 )

90 サービスポートについて コマンドレベルのやり取りを うための仕組み 任意のタイミングで操作を いたい時などに使 例えばロボットアームのサーボを停 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

91 サービスポートの接続

92 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

93 コンフィギュレーションパラメータの設定

94 コンフィギュレーションパラメータの設定 方法 1 方法 2

95 マネージャの操作 CameraViewerComp.exe OpenCVCameraComp.exe のプロセスではマネージャが起動している マネージャがコンポーネントを起動する

96 マネージャの操作

97 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 成までの 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) OpenRTMaist 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 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 する rtcd はマネージャの起動のみを う Comp.exe は起動時に特定のコンポーネントの起動も う RT Syetem Editor のネームサービスビューにマネージャが表 される

98 モジュールのロード マネージャの操作

99 モジュールのロード マネージャの操作

100 RTC の 成 マネージャの操作

101 実 コンテキストの操作

102 実 コンテキストの操作 実 周期の設定

103 実 コンテキストの操作 実 コンテキストの関連付け RTC 起動時に 成した実 コンテキスト以外の実 コンテキストと関連付け 関連付けた実 コンテキストで RTC を駆動させる 他の RTC との実 を同期させる

104 実 コンテキストの操作 実 コンテキストの関連付け

105 複合コンポーネントの操作 複合コンポーネントの 成

106 複合コンポーネントの操作 複合コンポーネントの 成 Type 以下の 3 種類から選択可能 PeriodicECShared 実 コンテキストの共有 PeriodicStateShared 実 コンテキスト 状態の共有 Grouping グループ化のみ

107 複合コンポーネントの操作

108 複合コンポーネントの操作

109 ゾンビの削除 RTC のプロセスが異常終了する等してネームサーバーにゾンビが残った場合 以下の 順で削除する

110 RT System Editor に関する設定

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