Un enfoque dirigido por modelos para la creación de sistemas robóticos con misión predeterminada

Título:

Un enfoque dirigido por modelos para la creación de sistemas robóticos con misión predeterminada

Autor:

Mattone, Nicolás

Otros autores / Colaboradores:

 Montanari, Franco;  Giandini, Roxana Silvia; [ Director/a]  Pons, Claudia Fabiana; [ Codirector/a]  Pérez, Gabriela; [ Asesor/a profesional] 

Temas:

DESARROLLO DE MODELOS; MODELOS; 

URL:

,

Palabras clave:

metamodelos, 

Nota de tesis:

Tesina (Licenciatura en Informática) - Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Informática, 2011.

Extensión:

102 p. : il. col. + 1 DVD

Resumen:

El objetivo de esta tesina es aplicar los conceptos del Desarrollo de Software Dirigido por Modelos (del inglés, Model Driven Development, MDD) a la creación de sistemas robóticos. Puntualmente, se define un lenguaje específico de dominio o DSL (del inglés, Domain Specific Language) para el siguiente problema: Un robot recorre un espacio conocido con anterioridad. Ese recorrido consiste en llegar a un conjunto ordenado de ubicaciones de ese espacio. Cuando el robot llega a una ubicación, puede ejecutar (o no) una serie de acciones. Una vez finalizada la ejecución de la/s accione/s en una ubicación, el robot continúa con el recorrido, trasladándose hacia la siguiente ubicación del conjunto. Luego, se presentan las transformaciones para generar el código fuente a partir del DSL. Esta generación, que transforma un modelo abstracto a código fuente específico de la plataforma, es automática (es decir, sin intervención humana). Como plataforma específica se utiliza el framework ROS (Robot Operating System). Por último, se construye una herramienta gráfica que permite especificar una instancia del DSL y generar el código a partir de ésta.

Puede solicitar más fácilmente el ejemplar con: TES 18/15

1 Introducción

2 Conceptos básicos 
2.1 Desarrollo de Software Dirigido por Modelos 
2.2 Propuestas Concretas para MDD 
2.2.1 Arquitectura Dirigida por Modelos 
2.2.2 Modelado Específico del Dominio (DSM y DSLs) 
2.3 Modelos 
2.3.1 Tipos de modelos .
2.3.2 Cualidades de un modelo 
2.3.3 Cómo se define un modelo? 
2.3.4 El rol del UML en MDD 
2.4 Transformaciones 
2.5 Definición formal de lenguajes de modelado 
2.6 La arquitectura de cuatro capas de modelado del OMG 
2.7 El lenguaje de modelado mas abstracto: Meta-Object Facility

3 Estado del arte 
3.1 Trabajos relacionados
3.1.1 Un enfoque dirigido por modelos para la creacion de sistemas robóticos 
3.1.2 Component-Based Robotic Engineering (Partes I y II) 
3.1.3 Towards Easy Robot Programming: Using DSLs, Code Generators and
Software Product Lines 
3.1.4 Automatic generation of detailed ight plans from high-level mission descriptions
3.2 Conclusiones del estado del arte

4 Descripción de tecnologías
4.1 Eclipse 
4.1.1 Por que Eclipse? 
4.2 Eclipse Modeling Framework (EMF) 
4.2.1 Por que EMF?
4.3 Acceleo 
4.3.1 Por que Acceleo? 
4.4 El Sistema Operativo Robot (ROS) 
4.4.1 Conceptos generales 
4.4.2 La arquitectura en detalle 
4.4.3 El nivel del sistema de archivos
4.4.4 El nivel del grafo computacional
4.4.5 El nivel de la comunidad 
4.4.6 Por que ROS?

5 DSL para robots con misión predeterminada
5.1 Pautas para la definición del metamodelo 
5.1.1 Pautas sobre el diagrama 
5.1.2 Pautas sobre la especificación de la sintaxis abstracta 
5.2 Metamodelo del DSL 
5.2.1 Visión general 
5.2.2 Especicación del metamodelo y su sintaxis abstracta 
5.2.3 Ejemplo de sintaxis concreta del DSL

6 Generación de código para un robot simulado 
6.1 Simulando el robot y su entorno 
6.1.1 URDF y Xacro 
6.1.2 Gazebo 
6.1.3 El robot TurtleBot 
6.2 Generación de código para un TurtleBot simulado 
6.2.1 El mapa 
6.2.2 Las tareas 
6.2.3 El nodo misión
6.2.4 Otros archivos
6.3 Ejecutando la misión

7 Generación de código para un robot real 
7.1 iRobot Create 1
7.1.1 Compatibilidad con ROS 
7.1.2 La navegación en iRobot Create 1 
7.2 Generación de coódigo para iRobot iCreate 1 
7.2.1 El mapa 
7.2.2 Las tareas 
7.2.3 El nodo path planner 
7.2.4 El nodo base controller 
7.2.5 El nodo misión
7.2.6 Otros archivos 
7.3 Ejecutando la misión

8 Conclusiones y trabajos futuros 
8.1 Conclusiones 
8.2 Trabajos futuros

A Notas sobre el metamodelo y ROS 
A.1 Justicación técnica del modelo 
A.1.1 El mapa 
A.1.2 El robot 
A.2 El Stack de Navegación de ROS 

B Manual de usuario - Editor de Misiones 
B.1 Creación de un nuevo mapa y edición de un mapa existente
B.2 Creación de una nueva misión
B.3 Modicación de las propiedades de una misión
B.4 Creación de nueva tarea personalizada
B.5 Edición de tareas personalizadas
B.6 Asignación de un mapa a una misión
B.7 Modicación de los parámetros iniciales del robot
B.8 Inserción y edición de objetivos en la misión