URBI

URBI (англ. universal real-time behavior interface — «универсальный интерфейс поведения реального времени») — кросс-платформенная открытая программная платформа[прояснить] на C++, используемая для разработки приложений, робототехники и сложных систем. Urbi основывается на распределенной компонентной архитектуре UObject.

В настоящее время эта платформа открыта и распространяется под лицензией BSD и доступен на github.

Она также включает urbiscript — параллельный и событийный скриптовый язык. Компоненты UObject могут подключаться к urbiscript и появляются в нём, как родные объекты, которые можно использовать в сценариях для взаимодействия и обмена данными. Компоненты UObject могут быть связаны с интерпретатором urbiscript, либо работать, как автономный процесс в «удаленном» режиме.

urbiScript

Язык urbiscript разрабатывается с 2003 года Жан-Кристофом Бейли (Jean-Christophe Baillie) в когнитивной Лаборатория робототехники ENSTA в Париже. В настоящее время он активно развивается компанией Gostai, основанной в 2006 году.

Urbiscript — это скриптовый язык, как Lua в видеоиграх. Он может использоваться для склеивания C++ компонентов в единую функциональную структуру: алгоритмы, требующие высокой производительности реализуются на C++, а взаимодействие и поведение системы описывается сценарием, что является более гибким и простым методом в обслуживании, а также позволяет динамическое взаимодействие с алгоритмами во время исполнения программы.

Urbiscript также привносит некоторую полезную абстракцию для программистов: параллельность и программирование на основе событий (в рамках семантики языка). Сценарии параллельного поведения и реакций на события, являются основными требованиями для большинства робототехнических приложений и приложений ИИ, поэтому urbiscript (и вся платформа Urbi) хорошо подходит для этих целей.

Основные возможности Urbi
  • Параллельность и программирования на основе событий
  • Прототипное программирование (Prototype-based programming)
  • Синтаксис в стиле C++
  • C++ архитектура компонентов (UObject) с возможностью линковки объектов или их удалённого запуска
  • архитектура Клиент-Сервер
  • Клиентские интерфейсы для Java и Matlab (Urbi SDK)
  • Кроссплатфоменность: Linux, Mac, Windows и другие. Встраиваемый, URBI может работать на различных процессоров: x86, ARM, MIPS, PowerPC и т. д.
  • теговые команды (Taggable commands) для контроля выполнения потока
  • с мая 2010 года Urbi является продуктом с открытым исходным кодом (лицензия GNU AGPL v3) .
  • Urbi может взаимодействовать с ROS от компании Willow Garage.
  • Urbi может использоваться просто в качестве промежуточного слоя C++, без urbiscript. Однако, использование urbiscript требует изучения сравнительно нового языка, не столько с точки зрения синтаксиса (который, похож на С/C++), а в терминах параллельной /событийной парадигмы.
  • Webots — профессиональный симулятор роботов, который может работать с Urbi.
  • Программное обеспечение для визуального управления роботом, от Gostai Studio и Gostai Lab, но оно является проприетарным и стоит дорого.

Примеры

примеры ниже показывают как реализуется на urbiscript цикл отслеживания мячика: headYaw/headPitch — объекты моторов головы, ball- объект для детектирования мячика (x и y лежат в диапазоне от −1/2 до 1/2):

whenever (ball.visible) 
{
    headYaw.val   += camera.xfov * ball.x
  &
    headPitch.val += camera.yfov * ball.y
};

whenever — используется для выполнения связанного кода в цикле до тех пор, пока условие истинно. «&» — используется для указания того, что обе команды должны начинаться в одно и то же время, выполняясь при этом параллельно.

Другая событийная конструкция: at — приводит в действие связанный код один раз, в случае, когда условие становится истинным:

at (speech.hear("hello"))
{
  voice.say("How are you?") &
  robot.standup();
}

Каждую команду или группу команд можно обозначить тегом, что дает возможность остановить этот код в случае необходимости:

myTag: 
  while(true)
    echo ("This is a never ending loop"),
at (button.pressed)
  myTag.stop;

В приведенном выше примере в конце команды стоит запятая — она обозначает выполнение предыдущей команды в фоновом режиме, позволяя программе выполняться далее, в частности, выполнения следующей команды at.

Компонентная архитектура UObject

Компонентная архитектура UObject в настоящее время основывается на C++-библиотеке UObject, позволяя разработчикам взаимодействовать с любым C++-объектом в Urbi, предоставляя отображение выбранных методов и параметров в скриптовом языке (оставаясь при этом C++ кодом). Специальные оповещатели могут быть установлены на любой из атрибутов объекта для уведомления C++ кода о каких-либо изменениях этих атрибутов со стороны urbiscript/Urbi.

UObject использует шаблоны C++ для прозрачного отображения любого требуемого метода в механизм интерфейса, который берет на себя проверку типов.

C++ UObject может быть использован как в режиме плагина, если он непосредственно слинкован с ядром Urbi во время компиляции или в режиме динамической загрузки. В первом случае, объект C++ получает доступ к памяти ядра Urbi, в результате интеграции. Это обычно используется для критических ко времени компонентов, таких как двигатель или драйверы сенсоров. Тот же C++ UObject также может быть использован без изменений в качестве удаленного компонента. В этом случае он станет автономной программой, которая будет выполняться с IP-адресом сервера Urbi в качестве параметра. В обоих случаях, объект будет прозрачно появляются в urbiscript как его родной объект.

Существующие объекты UObject для роботов

Поддерживает симулятор роботов Webots.

Поддерживаемые роботы

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.