Estrutura da Apresentação

(1)

1 Programação do ERS210A

Programação do ERS210A

utilizando o OPEN

-

R SDK

Luís Paulo Reis

lpreis@fe.up.pt

http://www.fe.up.pt/~lpreis

LIACC

–

Lab

. Inteligência Artificial e Ciência de Computadores

FEUP

–

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

LIACC

LIACC--FEUPFEUP Luís Paulo Reis / 2003Luís Paulo Reis / 2003 Slide Nº Slide Nº 22

Estrutura da Apresentação

Introdução à Programação em OPEN-

Introdução à Programação em OPEN

-R SDK

R SDK

Comunicação entre Objectos

Comunicação com os Objectos do Sistema

Utilização da Câmara

Combinação de Objectos

(2)

2

LIACC

Estrutura da Apresentação

Introdução à Programação em OPEN-

Introdução à Programação em OPEN

-R SDK

R SDK

Comunicação entre Objectos

Comunicação com os Objectos do Sistema

Utilização da Câmara

Combinação de Objectos

Conclusões

LIACC

Plataforma Robótica AIBO

(3)

3

LIACC

OPEN

-

R SDK

-

Introdução

LIACC

OPEN

-

R SDK

-

Introdução

OPEN

-

R:

–

Interface standard para robôs de entretenimento da

Sony

OPEN

-

R SDK

(OPEN

-

R Software

Development

Kit)

–

Ambiente de desenvolvimento baseado no

gcc

(C++)

–

Permite construir programas que correm no ERS

-

210

210 –

–

Ferramentas de acesso livre

–

Arquitectura modular de Hardware e Software

–

(4)

4

LIACC

OPEN

-

R SDK

-

Introdução

Hardware Modular:

–

Mudar a forma do Robô mudando os seus

módulos (por exemplo trocar uma perna ou a

cabeça!).

–

Módulos conectados por um BUS série de alta

velocidade com

autodetecção

da configuração

do robô

LIACC

OPEN

-

R SDK

-

Introdução

Software Modular

–

Módulo de software são “

Objects

”

–

Execução concorrente de objectos que

comunicam uns com os outros

–

Simples substituir objectos

–

Objectos são carregados do “

Memory

Stick

”

Rede Wireless

Rede

Wireless

–

IEEE802.11b

Wireless

LAN (PC

Card

Slot

)

–

(5)

5

LIACC

OPEN

-

R SDK

-

Introdução

Sistema Operativo (tempo-

Sistema Operativo (tempo

-real):

real):

Aperios

Programas escritos em OPEN-

Programas escritos em OPEN

-R SDK

R SDK

–

www.jp.aibo.com/openr

Memory

Sticks

(gravador ou via wireless

(gravador ou via

wireless)

)

OPEN-

OPEN

-R

R Objects

Objects:

:

–

Executáveis com a extensão .BIN

–

Comunicam com outros objectos por

mensagens

–

Semelhantes a processos UNIX

LIACC

LIACC--FEUPFEUP Luís Paulo Reis / 2003Luís Paulo Reis / 2003 Slide Nº 10Slide Nº 10

OPEN

-

R SDK

-

Documentação

Sistema:

–

Open

-

R SDK

-

Versão

1.1.3

1.1.3 –

–

Open

-

R SDK

-

Upgrade

Versão

1.1.3 (release 2)

Programas Exemplo:

–

Open

-

R SDK

-

Sample Programs

(

código

C++)

Documentação:

–

Open

-

R SDK

-

Installation Guide

–

Open

-

R SDK

-

Programmer's Guide

–

Open

-

R SDK

-

Model Information for ERS210

–

Open

-

R SDK

-

Level 2

-

Reference Guide

–

pen

-

R SDK

-

Internet Protocol

-

Version 4

–

(6)

6

LIACC

OPEN

-

R SDK

-

Potencialidades

Movimentar juntas do robô independentemente

Ler os ângulos das juntas

Ligar e desligar os

leds

da cabeça e cauda

Tocar áudio PCM

Ler a imagem da câmara

Ler informação áudio

Ler a data/hora, nível de bateria,

etc

Ler informação de todos os sensores do robô

Enviar e receber dados via rede

Wireless

LIACC

Conhecimentos Prévios

Experiência em Programação em C++

Algoritmos e Estruturas de Dados

Inteligência Artificial e Robótica

Utilização de ferramentas de

desenvolvimento GNU

Como usar UNIX / ferramentas Cygwin

Como usar UNIX / ferramentas

Cygwin:

:

–

Bash

,

tar

,

ls

,

etc

.

(7)

7

LIACC

Estrutura da Apresentação

Introdução à Programação em OPEN-

Introdução à Programação em OPEN

-R SDK

R SDK

Comunicação entre Objectos

Comunicação com os Objectos do Sistema

Utilização da Câmara

Combinação de Objectos

Conclusões

LIACC

Objectos em OPEN

Objectos em OPEN-

-R

R

Software OPEN-

Software OPEN

-R são diversos objectos

R são diversos objectos

(semelhantes a ficheiros executáveis)

Objectos correm concorrentemente

Objectos comunicam por passagem de

mensagens

Objectos possuem múltiplos pontos de

entrada

(8)

8

LIACC

Envio e Recepção de Dados

Comunicação entre objectos estabelecida pelo

“

subject

e pelo

observer

(incluídos no “

object

”)

LIACC

Envio e Recepção de Dados

(9)

9

LIACC

Envio e Recepção de Dados

LIACC

Envio e Recepção de Dados

Para colocar os dados na área comum:

–

(10)

10

LIACC

Envio e Recepção de Dados

Para receber os dados da área comum:

–

Event.Data(0)

LIACC

Subjects

e Observers

e

Observers

Objecto que envia dados é um “Subject

Objecto que envia dados é um “

Subject”

”

(11)

11

LIACC

Comunicação entre Objectos

Quando um observer

Quando um

observer

está pronto envia uma

mensagem ASSERT_READY ao

mensagem ASSERT_READY ao subject

subject

LIACC

Comunicação entre Objectos

Quando um subject

Quando um

subject

recebe um

ASSERT_READY

, pode enviar dados a um

observer

(12)

12

LIACC

Comunicação entre Objectos

Depois de um “observer

Depois de um “

observer” ter processado os

” ter processado os

dados, envia um novo ASSERT_READY

para receber mais dados

LIACC

Comunicação entre Objectos

(13)

13

LIACC

Comunicação entre Objectos

LIACC

Comunicação entre Objectos

(14)

14

LIACC

Comunicação entre Objectos

Linha Dedicada unidireccional entre os Objectos!

LIACC

Comunicação entre Objectos

Um objecto pode estar conectado a múltiplos objectos (1

linha dedicada para cada ligação unidireccional!)

(15)

15

LIACC

Comunicação entre Objectos

É necessário criar uma lista com todos os

objectos:

objectos: object.cfg

object.cfg

LIACC

Exemplo de Comunicação

(16)

16

LIACC

Exemplo de Comunicação

“SampleSubject.h”

LIACC

Exemplo de Comunicação

(17)

17

LIACC

Comunicação entre Objectos

Numa aplicação OPEN

-

R existem normalmente

diversos objectos, incluindo objectos que não

comunicam com os outros

LIACC

Estrutura da Apresentação

Introdução à Programação em OPEN-

Introdução à Programação em OPEN

-R SDK

R SDK

Comunicação entre Objectos

Comunicação com os Objectos do Sistema

Utilização da Câmara

Combinação de Objectos

(18)

18

LIACC

Objectos do Sistema

OVirtualRobotComm.Sensor

Estrutura dos Inputs

Estrutura dos

Inputs

dos Sensores:

–

OSensorFrameVectorData

OVirtualRobotComm.Effector

Estrutura de dados para Output

Estrutura de dados para

Output

para os

actuadores:

–

OCommandVectorData

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

Exemplo: Piscar um olho do AIBO (ver

sample

BlinkingLed

(19)

19

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

Forma de Comunicar com

OVirtualRobotComm

:

1. Abrir cada

device

Led

e tirar o seu “

primitive

ID”

2. Criar comandos para piscar os

Leds

3. Fazer 1 e 2 na

inicialização

(

DoInit

)

4. Preparar para apagar os

(20)

20

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

1. Abrir cada

1. Abrir cada device

device

Led

e tirar o seu “primitive

e tirar o seu “

primitive

ID”

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

2. Criar comandos para piscar os

(21)

21

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

2. Criar comandos para piscar os

Leds

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

(22)

22

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

3. Fazer 1 e 2 na

inicialização

(

DoInit

)

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

4. Preparar para apagar os

(23)

23

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

Execução do Programa

LIACC

Objectos do Sistema

(24)

24

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

LIACC

Objectos do Sistema

-

Exemplo

(25)

25

LIACC

Objectos do Sistema

Objectos do “Layer

Objectos do “

Layer” de sistema

” de sistema

Comunica-

Comunica

-se com o objecto

se com o objecto

OVirtualRobotComm.Sensor

Para implementar isto o nosso programa é

um

um Observer

Observer

e OVirtualRobotComm.Sensor

e

OVirtualRobotComm.Sensor

é um

é um Subject

Subject

Estrutura de dados para Input

Estrutura de dados para

Input

dos sensores

é

é OSensorFrameVectorData

OSensorFrameVectorData

LIACC

OSensorFrameVectorData

Os valores de dados (chamados “frames

Os valores de dados (chamados “

frames”)

”)

dos sensores são guardados aqui

Guarda vários valores de vários sensores

Método GetData(

Método

GetData() permite aceder a uma

) permite aceder a uma

“

(26)

26

LIACC

OSensorValue

Estrutura de dados genérica para uma “

frame

”

Contido no interior de

OSensorFrameData

Deve ser “

tipado

” para um tipo apropriado

Exemplo: Para valores das juntas deve ser

“

tipado

” par

OJointValue

Exemplo:

OForce

para valores de pressão

LIACC

Sensores

Sensores -

-

Utilização

Obter dados dos sensores é idêntico a

comunicar com outros objectos:

1.

1. Seleccionar Sensores a Ler

Seleccionar Sensores a Ler

2.

2. Enviar ASSERT_READY a

Enviar ASSERT_READY a

OVirtualRobotComm.Sensor

3.

3. Obter

Obter

OSensorFrameVectorData

de

OVirtualRobotComm.Sensor

4.

4. Utilizar os métodos em

Utilizar os métodos em

OSensorFrameVectorData

para obter os

OSensorValue

5.

5. “

“

Tipar

” os

OSensorValue

para o tipo apropriado a

cada sensor

(27)

27

LIACC

Movimentação das Juntas

Objecto que recebe os comando chama-

Objecto que recebe os comando chama

-se

se

OVirtualRobotComm.Effector

Tipo de dados é OCommandVectorData

Tipo de dados é

OCommandVectorData

–

Pode conter múltiplos comandos

LIACC

OCommandInfo

(28)

28

LIACC

Estrutura da Apresentação

Introdução à Programação em OPEN-

Introdução à Programação em OPEN

-R SDK

R SDK

Comunicação entre Objectos

Comunicação com os Objectos do Sistema

Utilização da Câmara

Combinação de Objectos

Conclusões

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Analisar imagem da câmara do AIBO

O

Sample

“

Image

Observer

”

–

Tipos de Imagem

Comunicação entre objectos com imagem

Retirar a Imagem de

OVirtualRobotComm

–

Abrir o Sensor de Imagem (Câmara) e retirar o

primitive

ID (em

DoInit

)

–

Construir uma tabela de detecção de cor (em

DoInit

)

–

Parar a recepção de imagem (em

DoStop

)

Receber dados em event.Data(0) e fazer

AssertReady(

(29)

29

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Retirar Dados da Câmara

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Tipos de Imagem

(30)

30

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Comunicação entre Objectos

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Estrutura Geral da Captura de Imagem

(31)

31

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Abrir o Sensor de Imagem e retirar “

Abrir o Sensor de Imagem e retirar “Primitive

Primitive

ID”

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Tabela de Detecção (“

(32)

32

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Tabela de Detecção (“

Tabela de Detecção (“Pink

Pink

”)

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Construção da Secção

DoInit

(33)

33

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Construção da Secção

Construção da Secção DoStop

DoStop

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Recepção dos Dados

Receber Dados: event.Data[0]

(34)

34

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 1

Sumário

LIACC

Visão do AIBO

RGB

(35)

35

LIACC

Visão do AIBO

A Tabela de Detecção de Cores

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 2

Gravação de Imagens em

(36)

36

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 2

Gravação de Imagens em

Gravação de Imagens em Bitmap

Bitmap

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 2

Conversão de

(37)

37

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 2

Utilização dos Dados da Detecção

Utilização dos Dados da Detecção –

–

Layer

C

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 2

Introdução do Tempo, Data e

(38)

38

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 2

Gravação de Imagens

Gravação de Imagens Raw

Raw

LIACC

Visão do AIBO

–

Exemplo 2

Sumário

(39)

39

LIACC

Estrutura da Apresentação

Introdução à Programação em OPEN-

Introdução à Programação em OPEN

-R SDK

R SDK

Comunicação entre Objectos

Comunicação com os Objectos do Sistema

Utilização da Câmara

Combinação de Objectos

Conclusões

LIACC

Combinação de Objectos

Programa de Captura de Imagem (PCI)

(40)

40

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

PCI –

–

Funções Desejadas

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

(41)

41

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

PCI -

-

Ficheiros Necessários

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

PCI –

–

Modificação da Makefile

Modificação da

Makefile

(MoNet

(

MoNet

)

Qualquer Makefile podia ser modificada mas esta exige apenas pequenas modificações

(42)

42

LIACC

Combinação de Objectos

Construção do Ficheiro

Connect.cfg

LIACC

Combinação de Objectos

Construção do Ficheiro

(43)

43

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

PCI –

–

4 Funções Combinadas

LIACC

Combinação de Objectos

Sumário

(44)

44

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

PCI –

–

Modificações dos Objectos

Modificar MoNet

Modificar

MoNet:

:

–

DoStart

: Robô coloca

-

se em pé

–

Ready

: Robô permanece em pé

Modificar Image

Modificar

Image

Observer:

Observer

:

–

Tirar fotografia quando o sensor do queixo é

pressionado

–

Gravar todos os formatos de imagem e um BMP

do formato

–

Layer

H

–

Número dos ficheiros incrementado em sequência

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

(45)

45

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

PCI –

–

Modificações dos Objectos

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

(46)

46

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

PCI –

–

Dados dos Sensores do Queixo e Trás

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

(47)

47

LIACC

Combinação de Objectos

PCI

PCI –

–

Dados dos Sensores do Queixo e Trás

LIACC

Combinação de Objectos

Quando um dos Sensores é Pressionado

Tirar uma Fotografia

(48)

48

LIACC

Combinação de Objectos

Verificar se um Ficheiro Existe

LIACC

Combinação de Objectos

Gravar um Ficheiro

(49)

49

LIACC

Combinação de Objectos

Sumário

LIACC

A Core

(50)

50

LIACC

Métodos Principais da Core

Class

LIACC

LIACC--FEUPFEUP Luís Paulo Reis / 2003Luís Paulo Reis / 2003 Slide Nº Slide Nº 100100

Estrutura da Apresentação

1

Programação do ERS210A

Programação do ERS210A

utilizando o OPEN

utilizando o OPEN

-

-

R SDK

R SDK

Luís Paulo Reis

Luís Paulo Reis

lpreis@fe.up.pt

lpreis@fe.up.pt

http://www.fe.up.pt/~lpreis

http://www.fe.up.pt/~lpreis

LIACC

LIACC

–

–

Lab

Lab

. Inteligência Artificial e Ciência de Computadores

. Inteligência Artificial e Ciência de Computadores

FEUP

FEUP

–

–

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Estrutura da Apresentação

Estrutura da Apresentação





Introdução à Programação em OPEN-

Introdução à Programação em OPEN

-R SDK

R SDK





Comunicação entre Objectos

Comunicação entre Objectos





Comunicação com os Objectos do Sistema

Comunicação com os Objectos do Sistema





Utilização da Câmara

Utilização da Câmara





Combinação de Objectos

Combinação de Objectos



2

Estrutura da Apresentação

Estrutura da Apresentação





Introdução à Programação em OPEN-

Introdução à Programação em OPEN

-R SDK

R SDK





Comunicação entre Objectos

Comunicação entre Objectos





Comunicação com os Objectos do Sistema

Comunicação com os Objectos do Sistema





Utilização da Câmara

Utilização da Câmara





Combinação de Objectos

Combinação de Objectos