RT 2011 2 RT RTC RTC 2011 11 8 30
RT RT RTC RTC RTC I/F RTC (RTC ) 2
Systems Engineering Consultants Co.,LTD. 1970 5 4 7730 2011 6 28 264 2011 4 1 3
モバイルネットワーク BF ワイヤレス BF Realtime@net 社会基盤 BF インターネット BF 宇宙先端 BF 4
2002 5
RT RT WG RT SICE RSi (Robot Services initiative) OMG Robotics DTF RooBO 6
RT RT RT RT NEC RT RT Think IT 6 SE RT http://thinkit.jp/article/950/1/ 7
8
知能モジュール ( 知能化 PJ) を搭載した RT ミドルウェア対応の各種ロボット ORiN DeviceNet RSNP RSi RoIS EMS RSNP RT PJ 組込み向け RT ミドルウェアや RT ミドルウェア対応センサ 電力線通信 (PLC) を利用
RT RT RT RTC RTC RTC RTC I/F RTC (RTC ) 10
11
12
OpenRTM.NET OpenRTM.NET OMG RT OpenRTM.NET C# Visual Basic RT RT IDL CORBA CORBA WCF RTC RTC RTC RTC RTC OpenRTM.NET CORBA RT WCF OS 3D OpenRTM.NET Windows XP / Vista / 7 Linux (Ubuntu / opensuse ).NET Framework 3.5 Mono 2.4 C# / Visual Basic / C++ / CLI.NET Framework / Mono RTC CORBA / WCF / Local OMG RTC Specification 1.0 13
RTM on Android Android RT UI Android Android Android RT 14
RT RT OpenRTM.NET RTM on Android OpenRTM-aist OpenRTM-aist for VxWorks RT RTC-CANopen minirtcs-can micrortcs-zigbee RTC-Lite 15
RT RT ミドルウェア (RTM) により コンポーネントをネットワーク上に分散配置 ロボット A RTC RTC RTM ロボット B RTC RTC RTM ロボット C RTC RTC RTC RTM ネットワーク Solaris FreeBSD ARTLinux Linux RTM RTC RTC Windows RTM RTC RTC TRON RTM RTC RTC コンポーネント (RTC) は OS 言語の壁を越えて接続することが可能 アプリケーション操作デバイスセンサ 16
RTC ロボット体内のコンポーネントによる構成例 画像データ ポート カメラコンポーネント 顔位置問合せ 顔認識コンポーネント データ コマンドの流れ カメラコンポーネント 画像データ ステレオビジョンコンポーネント カメラコントロール 人物データ表情データ ジェスチャ軌道データ 頭 腕駆動コンポーネント 音声データ 音声認識コンポーネント 文字データ 対話コンポーネント 文字データ 音声合成コンポーネント マイクコンポーネント ( モジュール ) 情報の隠蔽と公開のルールが重要 17
OpenHRI OpenHRI 18
Robot Inspection and Poster Session(RISP) Follow Me Go Get It! Who Is Who General Purpose Service Robot Shopping Mall 19
モジュール分類 モジュール名 モジュール補足 利用可能なライブラリ 大域的経路計画 地図からの経路生成 知能化 PJモジュール 局所的経路計画 軌道追従 衝突回避 知能化 PJモジュール 障害物検知 LRF 知能化 PJモジュール 自律移動 自己位置推定オドメトリ SLAM 知能化 PJモジュール地図更新 SLAM 知能化 PJモジュール 人検知 追跡 カメラ 知能化 PJモジュール モータ出力 動作指令 知能化 PJモジュール センサ入力 LRF ( ステレオ ) カメラ - 音声認識 日本語 英語 対話スクリプト - 音声合成 - OpenHRI 音声出力 スピーカー コミュニケーション 顔認識 認証 見知らぬ人の顔と名前を覚える オムロン OKIAO Vision マニピュレーション システム ジェスチャー認識 身振り 手振りの認識 OpenCV オムロン OKIAO Vision OpenCV センサ入力 カメラ マイクロフォンアレイ 音声認識モジュール 順 逆運動学計算 - OpenRAVE 軌道生成 - OpenRAVE ハンドアイマニピュレーション - OpenRAVE 物体探索 移動 認識 把持 ペットボトル ドア 冷蔵庫 缶 OpenRAVE パンチルト台オブジェクトの発見 識別 - OpenCV センサ入力 TOF ステレオカメラ - コントローラ マニピュレーション制御 - タスク管理 シナリオによるタスク実行制御 シナリオエディタフィロソフィー モジュール操作 RTシステムエディタの自動化 rtsshell rtcshell システム管理 動作状況管理 ログ管理 - 20
Follow Me 音声指示 音声対話 RTC 群 OpenHRI を利用 (http:// http://openhri.net openhri.net/) 音声応答 動作指示 状態遷移の情報を通知 SEAT 移動指示 処理結果 台車制御 RTC 群 MobileRobots 社のロボットを制御するためのライブラリ ARIA を利用した RTC 群 (http:// http://robots.mobilerobots.com robots.mobilerobots.com/wiki/aria /wiki/aria) 21
Follow Me 音声処理 状態遷移管理 人認識 移動制御 22
(A) (B) (C) 対応 PJ RT ミドルウェア PJ (02-04) 共通基盤 PJ (05-07) ロボット知能化 PJ (07-11) ロボットの機能要素 画像認識モジュール ソフトウェア機能モシ ュール 共通通信規格を規定規定 音声認識モジュール ソフトウェア機能モシ ュール 運動制御モジュール ソフトウェア機能モシ ュール 筋肉 力センサ NEDO ロボット用途 目 ソフトウェア ジャイロ 耳 力センサ 基盤通信モジュール ( 開発対象 ) (D) オープンイノベ PJ (08-10) + + + 温度センサ 力センサ 力センサ 温度センサ ( 市販品等 ) 照度センサ ( 市販品等 ) 駆動部品等 ( 市販品等 ) 研究開発の内容 RT 要素部品 ( 開発対象 ) RTシステムの種々の既存部品既存部品に 基盤通信基盤通信モジュールモジュール を組み合わせわせ 専用処理専用処理ソフト構築と実証を組み込んでんで種々の RT 要素部品 と呼ぶモジュールモジュールを開発開発するする これを組み合わせて RT システムを構築構築 実証実証するする 研究開発の狙い 1 市場拡大 ( 生活空間や職場職場での RT 応用 ) 各種センサセンサ類 2 新規参入の促進 ( 接続 制御方法制御方法の標準化標準化 オープンオープン化 ) 3 市場に存在存在するする資産 ( 部品 ) の有効活用 ( プラグ & プレイ機能機能の実現 ) 成果の応用例生活環境や職場での RT 応用による市場の拡大 安全 安心省エネ快適 23
インテリジェント空調システム パワーアシストウインドウ セキュリティシステム プラグアンドプレイ 24
RT RT RT RT RT RT RT CAN Zigbee PLC Zigbee エンドデバイス 組込みモジュールのスペック CAN Zigbee CPU TI AM1808(375MHz) CPU CAN/Zigbee SH7214/SH2(100MHz) CPU ARM7(60MHz) CPU TI CC2530(16MHz) ROM 2GB ROM 1MB ROM 256KB ROM 256KB RAM 256MB RAM 128KB RAM 16KB RAM 8KB OS Linux OS TOPPERS ASP OS OS RTM OpenRTM-aist RTM minirtcs / micrortcs RTM minirtcs RTM micrortcs 25
~ エアコン等の空調装置だけに頼らず 通風や排熱を適切にコントロールして屋内環境を快適に保つ総合的な空調システム ~ 夏季の空調動作イメージ 26
~ 利便性 操作性 防犯性 快適性等を向上させる新しい住宅用窓システム ~ 3 人感センサモジュール 人感センサモジュール 感圧センサモジュール 窓駆動モジュール 施錠モジュール 生体認証センサモジュール等 加速度センサモジュール 27
THK THK 1 小型通信ドライバーモジュール小型通信ドライバーモジュール 5インテリジェントウインドウシステムインテリジェントウインドウシステム 3 小型リニアアクチュエータ小型リニアアクチュエータ 2RTC 2RTC 対応パラメータエディタ対応パラメータエディタ Systems Engineering Consultants Co., LTD. 4RT 4RT All 要素部品のラインナッップ要素部品のラインナッップ rights reserved. 28
温度センサモジュール ZigBee モジュール シーリングファンモジュール エアコンモジュール テレビモジュール 降雨センサモジュール 湿度センサモジュール RT minirtcs ViS-M4000 isearch 29
PJ PJ 30
RT RT RTC RTC RTC I/F RTC (RTC ) 31
PC OMG Robotic Technology Component 32
33
URG Viewer Component URG Sensor Component Crime Prevention Component Robot Control Component Motor Component 34
/ 35
36
USB SICK LRF 37
38
URG Viewer Component URG Sensor Component Crime Prevention Component Motor Component 39
URG Viewer Component URG Sensor Component Crime Prevention Component Robot Control Component Motor Component 40
PC for Monitoring Pentium M(Intel) CPU 1.60GHz, 512 MB RAM OS Windows XP Scanning Laser Range Finder URG-04LX( ) USB Camera Qcam Orbit(Logicool) USB Camera USB2.0 Bluetooth Serial PC Serial Motor Controller USB2.0 Scanning Laser Range Finder 41
42
RT 43
RT RT 2008 4 OMG Object Management Group OpenRTM-aist + + + + + コンポーネントを組み合わせるだけでロボットを容易に開発 44
RT RT ロジック デバイス制御 制御アルゴリズム アプリケーション etc RT コンポーネントフレームワーク RT コンポーネント ロジックを箱 ( フレームワーク ) に入れたもの =RT コンポーネント (RTC) RTC RTC RTC RTC RTC RTC RTC RTC RT ミドルウエア RTCの実行環境 (OSのようなもの)=RTミドルウエア(RTM) RTCはネットワーク上に分散可能 45
コストの問題技術の問題ニーズの問題 A 社製移動ベース B 社製アーム C 社製センサ 最新の理論 アルゴリズム 多様なユーザ!!!! RT コンポーネント化 仕様 モジュール化 再利用 ロボットの低コスト化 システム開発者 最新技術を利用可能 カスタマイズが容易に 多様なニーズに対応 ロボットシステムインテグレーションのイノベーション 46
RT ソフトウエアアーキテクチャの違い RTC アプリ アプリケーション RTC RTC アプリケーション オブジェクト オブジェクト RTM ライブラリ ライブラリ ミドルウエア (CORBA) ミドルウエア (CORBA) OS OS OS OS IDL OS RTC IDL (OMG RTC ) 47
48
RT LAN 49
50
( What) ( How) 入力情報 : アームを移動させたいさせたい位置 出力情報 : アームの現在位置 公開するする情報 目的 : アームの位置位置を制御するするコンポーネント Arm Component 手段 : 制御を利用利用してロボットアームを駆動駆動させる 隠蔽するする情報 51
PA10 Component XX 制御 Controller Component アームを移動させたい位置 交換可能 Arm Component 制御 52
53
外乱 指令 制御器 制御量 制御対象 出力 センサの計測値 センサ 54
ユーザ指令 コントローラコンポーネント 制御量 アクチュエータコンポーネント 出力 センサの計測値 センサコンポーネント 55
56
x,y,z[mm] 57
Crime Prevention Component コントローラ モータの向き Motor Component アクチュエータ 障害物までの距離データ URG Sensor Component センサ 58
I/F I/F I/F OpenRTM-aist BasicDataType ExtendedDataTypes 59
RT RT RT RT RT RT RT RT RT etc etc RT OS Java Eclipse RTC RT Java OS JDK 6 Update 10 Eclipse 3.2 OMG RTC Specification 1.0 OpenRTM-aist-0.4.2/1.0.0 OpenRTM.NET-0.4/1.0/1.1 60
RTC NEDO OpenRT Platform OpenRT Platform RT RT (RTC) RTC デバッガ :OpenRT: Platform における RTC の検証ツール 61
OpenRT Platform 開発プロセス システム設計 RTC 開発 設計 RT システム開発 設計 運用 テスト 実装 テスト 実装 主なツール RTC ビルダ (RtcTemplate) RTC デバッガ RT システムエディタ (RtcLink) RTC シミュレータ RTC 単体を作成 RT システムに組込 62
RTC RTC RTC RTC 検証の汎用的なツールとして RTC デバッガを開発 63
RTC Ⅰ Ⅴ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Eclipse Plug-in Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 64
RTC / 65
RTC I O Target RTC O I RTC Debugger RTC Profile Data Log File RTC Profile RTC RTC Data Log File RTC RTC 66
ExecutionContext (OnExecute1 プロファイルビュー 67
MIN/MAX/ データ入力ポートビュー TimedStringSeq 型データの送信 68
RTC データ出力ポートビュー TimedStringSeq 型データの受信 69
(Provider) サービスポートビュー string echo(in string msg) の呼出 70
再生RTCデバッガを利用RTC(Source) / RTC(Source) RTC(Target) デバイス一般的に 再現は容易ではない通常一般的に 再現は容易ではない デバイス RTC Debugger Data Log File RTC Debugger 記録 Java Serialize, CSV RTC(Target) 再現性の確保 ハード使用面の省力化 71
( ) Auto or ( ) ( ) データプロットビュー 72
73
RTC RTC SPEC RTC 2KStep 2 [Provider] 2 5 RTC 40% ドライバ / スタブの作成が不要 データの可視化によるスムーズな動作確認 74
(URG) URG-04LX( URG ) UTM-30LX ( TOP-URG ) RT SCIP2 OpenHRP3 RT ( ) ( ) (mm) (m) (OpenRTM-aist-1.0.0-RELEASE Windows / Linux) (OpenRTM.NET-1.x Windows) ( ) version 1.2 Date 2011.05.16 75
URG URG URG RS-232C USB2.0 240[deg]( ) 0.35[deg] TOP-URG RS-232C USB2.0 270[deg]( ) 0.25[deg] ( ) URG URG - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 768[ ] 1080[ ] 600[rpm] 2400[rpm] 5600[mm] 60000[mm] ( ) [bps] [mm] [bps] [mm] [m] - [m] - - - [deg] - - [deg] - [rad] - [deg] - [rad] - [deg] / [deg] - [rad] - / [deg] - [rad] - - - [m] - - [m] - [mm] - [rad] - [mm] - [rad] - [deg] - [deg] - - - - - / [deg] - / [deg] - [deg] - [deg] - [mm] - [mm] - [mm] - [mm] - - - - - - - [ms] - [ms] - - - [rpm] - [rpm] - [bps] - [bps] - - - - - - - - - - 76