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UID16387 帖子153 精華0 積分512 注冊(cè)時(shí)間2007-5-13
發(fā)表于 2009-1-21 12:45 AM | 只看該作者
轉(zhuǎn)篇文章：主流機(jī)器人軟件開發(fā)平臺(tái)評(píng)測(cè)
http://www.robotdiy.net/index.ph ... 9:the-cms&Itemid=37
作者： Michael Somby 機(jī)器人發(fā)燒友
譯者：韋文潮
WEDNESDAY, 19 SEPTEMBER 2007 21:19
前言：當(dāng)前方興未艾的機(jī)器人市場(chǎng)上流行的有10種軟件開發(fā)平臺(tái)，其中9款支持Linux。這篇文章評(píng)測(cè)了其中的7款。不過(guò)這不是對(duì)它們的市場(chǎng)走向預(yù)測(cè)，而是向大家展示機(jī)器人軟件的未來(lái)前景。 前言：當(dāng)前方興未艾的機(jī)器人市場(chǎng)上流行的有10種軟件開發(fā)平臺(tái)，其中9款支持Linux。這篇文章評(píng)測(cè)了其中的7款。不過(guò)這不是對(duì)它們的市場(chǎng)走向預(yù)測(cè)，而是向大家展示機(jī)器人軟件的未來(lái)前景。 請(qǐng)慢用！
（譯者注：在ROBOTDIY上看到這篇文章[英文原版]很不錯(cuò)，但是是英文的，覺得這樣的文章應(yīng)該給更多的愛好者分享，所以就給譯了。本人非外語(yǔ)專業(yè)，機(jī)器人專業(yè)知識(shí)又淺薄，所以大家權(quán)且湊合著看。希望多多指正，分享交流。） 主流機(jī)器人軟件開發(fā)平臺(tái)評(píng)測(cè)
作者：Michael Somby
譯者：韋文潮
導(dǎo)言本文對(duì)目前現(xiàn)役實(shí)用機(jī)器人的軟件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行整體的評(píng)測(cè)。其中的主要內(nèi)容是根據(jù)本人對(duì)這些平臺(tái)的實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)編寫的。
什么是機(jī)器人軟件開發(fā)平臺(tái)？所謂的“機(jī)器人軟件開發(fā)平臺(tái)”我們指的是用來(lái)給多種機(jī)器人設(shè)備開發(fā)程序的軟件包。它一般包括下列內(nèi)容：
機(jī)器人軟件平臺(tái)
平臺(tái)名稱
所屬類型
Evolution Robotics ERSP
平臺(tái)
商用
Microsoft Robotics Studio
平臺(tái)
非商業(yè)用途免費(fèi)
OROCOS
控件庫(kù)
開源且免費(fèi)
Skilligent
機(jī)器學(xué)習(xí)插件
商用
URBI
平臺(tái)
商用
Webots
仿真環(huán)境
商用
Player, Stage, Gazebo
平臺(tái)
開源且免費(fèi)
iRobot AWARE
平臺(tái)
商用
OpenJAUS
平臺(tái)
開源
CLARAty
平臺(tái)
開源
為什么要使用機(jī)器人軟件開發(fā)平臺(tái)？機(jī)器人控制軟件的花費(fèi)在整個(gè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)預(yù)算中占據(jù)了很大比例。比如，一個(gè)自動(dòng)控制項(xiàng)目的80%工作量都集中在系統(tǒng)集成方面，包括軟件的發(fā)開和定制。所以機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)的作用就是減少軟件工程師的工作量，同時(shí)減少項(xiàng)目開支。除了軟件工程的問(wèn)題外，在一個(gè)真正的機(jī)器人項(xiàng)目中還要涉及大量的人工智能。一個(gè)集成了許多現(xiàn)成的、可靠的組件庫(kù)的統(tǒng)一軟件開發(fā)平臺(tái)，在應(yīng)付各種機(jī)器人工程時(shí)能幫上大忙。
最后的問(wèn)題是“行為協(xié)作”。許多文獻(xiàn)中都有對(duì)行為協(xié)作的討論。正因?yàn)檫@是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，所以一些平臺(tái)提供了統(tǒng)一的解決方案。
應(yīng)用功能測(cè)評(píng)
EvolutionMicrosoftOROCOSSkilligentURBIWebotsPlayer, Stage, Gazebo
開源否否是否否否是
免費(fèi)否非商業(yè)用途是否否否是
支持Windows是是否是是是是(仿真)
支持Linux是否是是是是是
分布式環(huán)境否是否是是是(有限的)
行為協(xié)作是是否是是否否
內(nèi)置機(jī)械手臂控制模塊否否是是否否否
內(nèi)置物體識(shí)別模塊是否否是否否否
內(nèi)置導(dǎo)航模塊是否否是否否否
學(xué)習(xí)工具否否否是否否否
仿真環(huán)境否是否否是 (Webots)是是
硬件支持范圍小大中中大大中
可重用自定義組件是是是Not applcbl是否否
實(shí)時(shí)系統(tǒng)否否是否否否否
Evolution Robotics's ERSPEvolution Robotics是一個(gè)集設(shè)計(jì)和銷售機(jī)器人軟硬件的開發(fā)平臺(tái)，簡(jiǎn)稱ERSP。整個(gè)軟件非常成熟。它集成了視覺識(shí)別系統(tǒng)（VIRP）和視覺導(dǎo)航繪圖系統(tǒng)（VSLAM）。它所用的視覺系統(tǒng)是基于David Lowe開發(fā)的算法（已注冊(cè)專利）。平臺(tái)提供了可視化的編程環(huán)境工具，通過(guò)搭建圖標(biāo)來(lái)構(gòu)建程序。
可視化編程界面 系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)行時(shí)的“任務(wù)”程序來(lái)激活或停止“行為”組件。系統(tǒng)不支持仿真。它在Windows 和Linux下運(yùn)行.
Microsoft Robotics Studio微軟最近成立了專門的團(tuán)隊(duì)開發(fā)機(jī)器人軟件平臺(tái)，產(chǎn)品叫做Microsoft Robotics Studio（MSRS）。它能在Windows和Windows CE下運(yùn)行。分布運(yùn)行的開發(fā)環(huán)境承擔(dān)了大部分的信息傳遞和線程管理任務(wù)。它的行為協(xié)作基于“服務(wù)優(yōu)先級(jí)”的概念。它提供了完備的仿真和圖形化開發(fā)環(huán)境。
可視化編程界面
仿真環(huán)境
在微軟大旗的感召下，越來(lái)越多的機(jī)器人設(shè)備廠商宣布支持MSRS。（不知道在這個(gè)領(lǐng)域會(huì)不會(huì)出現(xiàn)WINDOWS的局面？不過(guò)我想應(yīng)該不會(huì)，根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，在涉及程序開發(fā)這個(gè)領(lǐng)域微軟的感召力僅局限與WINDOWS平臺(tái)，根據(jù)他們公司的一貫作風(fēng)來(lái)看，應(yīng)該是不會(huì)做包打天下的產(chǎn)品的。譯者注）
OROCOSOROCOS是一個(gè)開源的控件庫(kù)。這些控件主要用于高級(jí)運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器人控制。它自己帶有一個(gè)針對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境優(yōu)化了的開發(fā)平臺(tái)。該環(huán)境使用“鎖無(wú)關(guān)緩沖區(qū)”技術(shù)，滿足應(yīng)用程序?qū)?shí)時(shí)性嚴(yán)格的要求。
OROCOS體系 OROCOS提供一系列可重用組件和硬件驅(qū)動(dòng)。獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)開發(fā)框架能讓用戶進(jìn)行物理運(yùn)動(dòng)學(xué)的建模和計(jì)算。應(yīng)用的領(lǐng)域有機(jī)器人、人體工程、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、工業(yè)機(jī)械建模等。
該系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的圖形化編程環(huán)境或者仿真環(huán)境。
Skilligent從嚴(yán)格意義上說(shuō)，Skilligent不屬于機(jī)器人軟件開發(fā)平臺(tái)。因?yàn)樗峁┑氖且环N對(duì)機(jī)器人編程的仿真訓(xùn)練，而不是真正意義上編寫實(shí)際運(yùn)行在機(jī)器人上面的程序。
Skilligent的機(jī)器人行為控制系統(tǒng)是基于“developmental robotics”——一種新型的對(duì)多用途的、非特定任務(wù)控制的自治機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)人工智能系統(tǒng)。
Skilligent讓一個(gè)常規(guī)的機(jī)器人變成一個(gè)能與終端用戶交流并能被訓(xùn)練的友好的機(jī)器人。系統(tǒng)控制軟件的良好的交互性能讓用戶與機(jī)器人之間的交流和協(xié)作更自然。用戶可以通過(guò)手勢(shì)、聲音、控制操作和“共同注意（joint attention）”。
用戶在訓(xùn)練機(jī)器人
Skilligent行為控制系統(tǒng)
系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是一系列將實(shí)際應(yīng)用情況中的任務(wù)或者技能轉(zhuǎn)換成普適模型的算法。系統(tǒng)針對(duì)物體識(shí)別、聲音識(shí)別和視覺導(dǎo)航的學(xué)習(xí)進(jìn)行了優(yōu)化。
嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，Skilligent倒不是一個(gè)平臺(tái)，而更象是一個(gè)系統(tǒng)插件，因?yàn)樗軌蚝捅疚闹薪榻B的其他平臺(tái)很好的結(jié)合在一起。
URBIURBI是由Gostai開發(fā)的平臺(tái)。它沒有提供流行的圖形編程界面，而是獨(dú)立提供了一種語(yǔ)言。語(yǔ)言的特點(diǎn)是針對(duì)建立平行、分布式的事件驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行了優(yōu)化。
對(duì)每一種機(jī)器人硬件平臺(tái)，Gostai都承諾提供一種單獨(dú)的專門的程序語(yǔ)言。目前，Gostai已經(jīng)為數(shù)個(gè)機(jī)器人產(chǎn)品提供了服務(wù)，包括索尼Aibo, 樂高M(jìn)indstorms和 K-Team的Khepera.
URBI是一種分布式的平臺(tái)。利用它用戶可以組建一個(gè)計(jì)算機(jī)群來(lái)協(xié)同運(yùn)行服務(wù)程序。Gostai的合作者負(fù)責(zé)提供視覺識(shí)別和語(yǔ)音識(shí)別的組件。
該平臺(tái)沒有自帶的仿真平臺(tái)，但是近期它宣布與Webots合作。Webots是一個(gè)流行的商用機(jī)器人仿真平臺(tái)。
WebotsWebPlayer還能提供一個(gè)在機(jī)器人上運(yùn)行的簡(jiǎn)易界面用來(lái)通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)讀取傳感器數(shù)據(jù)、向激勵(lì)器發(fā)送命令和配置運(yùn)行中的設(shè)備。
其他平臺(tái)還有其他的平臺(tái)例如iRobot AWARE, OpenJAUS, CLARAty, YARP。作者還沒有機(jī)會(huì)深入學(xué)習(xí)。下列是一些相關(guān)的信息：
微軟的介入讓其他的公司倍感壓力。微軟憑借自身實(shí)力將具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品免費(fèi)的投放市場(chǎng)，這將有可能使當(dāng)前的教育科研市場(chǎng)受到?jīng)_擊。
目前，教育科研和業(yè)余愛好者的市場(chǎng)看上去已經(jīng)趨于飽和，而且這個(gè)市場(chǎng)本身的容量就不大。各公司必須找到進(jìn)軍工業(yè)機(jī)器人和商用機(jī)器人領(lǐng)域的切入口。
在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，大部分的機(jī)器人器材制造商在產(chǎn)品中附帶自己開發(fā)的平臺(tái)（例如ABB）。他們也許更愿意使用自己的軟件而不是使用第三方的產(chǎn)品。對(duì)于這種情況OMG小組正在發(fā)起一場(chǎng)建立一系列標(biāo)準(zhǔn)的活動(dòng)，以試圖打破這種賣方壟斷的局面。盡管目前收效甚微，但是我們希望他們能建立行之有效的中長(zhǎng)期標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，在歐洲同樣也有志同道合的人在獨(dú)立的做這方面的努力（European Robotics Platform）。
在商用機(jī)器人領(lǐng)域，我們可能看到民用機(jī)器人軟件平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，特別是在軍用機(jī)器人（對(duì)嵌入式系統(tǒng)兼容性要求嚴(yán)格）方面。在美國(guó)，絕大部分的機(jī)器人研究成果受美軍科研機(jī)構(gòu)控制。所以，我們相信很快會(huì)有關(guān)于遠(yuǎn)程控制、集群協(xié)作和導(dǎo)航組件的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。另一方面，歐洲的科研力量集中在建立工業(yè)機(jī)器人和家庭、辦公領(lǐng)域機(jī)器人的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)上。
最近Skilligent出品了新的機(jī)器人平臺(tái)，他們的軟件讓機(jī)器人能在與人的交流過(guò)程中自主學(xué)習(xí)技能。從理論上說(shuō)，這很大程度上將很多傳統(tǒng)的商用機(jī)器人開發(fā)環(huán)境被廢棄，因?yàn)闄C(jī)器人可以直接訓(xùn)練而不用編寫程序。但是另一個(gè)方面，那些不能由用戶提供的技能還是需要傳統(tǒng)的編程。所以，我們能夠望這樣的系統(tǒng)能越來(lái)越聰明——在將不久的將來(lái)，能夠自主學(xué)習(xí)的靈活多變的機(jī)器人能越來(lái)越多的出現(xiàn)在我們身邊。
消費(fèi)機(jī)器人市場(chǎng)價(jià)格敏感程度要遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域。當(dāng)前最受關(guān)注的家用真空吸塵機(jī)器人，其價(jià)格已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大多數(shù)機(jī)器人軟件開發(fā)平臺(tái)的價(jià)格。所以現(xiàn)在談?wù)撓M(fèi)機(jī)器人的軟件開發(fā)平臺(tái)還為時(shí)尚早。
還有一個(gè)方面，那就是操作系統(tǒng)——Linux與Windows的競(jìng)爭(zhēng)。Linux得到絕大多數(shù)開發(fā)平臺(tái)的支持。而微軟正致力于將Windows XP/CE推廣成機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。我的猜想是在未來(lái)的市場(chǎng)上他們都將各據(jù)其地，誰(shuí)也吃不掉誰(shuí)。至于市場(chǎng)份額比例，那只有以后才知道了。
英文原版
作者：Michael Somby，航空電子設(shè)備和工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的專業(yè)控制系統(tǒng)工程師。他涉及的領(lǐng)域，從自動(dòng)駕駛儀的設(shè)計(jì)到發(fā)電廠控制系統(tǒng)的組建。他同時(shí)是一個(gè)資深的移動(dòng)機(jī)器人和人工智能的業(yè)余愛好者。
譯者：韋文潮，樂高機(jī)器人FANS。畢業(yè)于物理學(xué)專業(yè)，大三時(shí)接觸樂高機(jī)器人后一發(fā)不可收拾，至今從事多年樂高機(jī)器人教學(xué)。現(xiàn)在偶爾做些機(jī)器人自?shī)首詷贰?br />
[ 本帖最后由 神圣 于 2009-1-21 12:54 AM 編輯 ]
