Henning KampeProgramming by Configuration in Service Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ISBN: | 978-3-8440-4328-0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Series: | Publication Series of the Institute of Automation, University of Bremen Herausgeber: Prof. Dr. Axel Gräser Bremen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 3.8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | function-block-networks; function blocks; visual modeling language; visual programming language | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Type of publication: | Thesis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pages: | 250 pages | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Figures: | 112 figures | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Weight: | 330 g | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Format: | 21 x 14,8 cm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Binding: | Paperback | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Price: | 49,80 € / 62,30 SFr | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Published: | March 2016 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Buy: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.2370/9783844043280 (Online document) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Abstract: | Robotic systems operate in an increasing amount of domains. The target scenarios for these systems range from simple toys to complex manufacturing processes and dynamic interactions with humans. All these systems have to be programmed to properly perform their operations. The diffculties to program the system behaviour increase proportional to the complexity of the desired tasks. During the development in a team the different levels of programming knowledge and familarity with the target scenarios of the members have to be regarded, too. Different tools were created to aid this development process. One popular programming paradigm is to graphically model algorithms. Graphical designers hide most of the internal complexity from the modeller developing the algorithm, however still no tool exists in the current state of art to model arbitrary algorithms for any defined data structures. Existing tools are highly adjusted for certain hardware systems, data structures or operating frameworks. Therefore they can not easily be integrated into existing systems. Utilizing these tools requires for example the usage of a special hardware. The limitation to fixed data types limits possible algorithms or requires many conversions between the inner structure of a graphical algorithm element and its use in the designer. Some tools generate algorithms that can not be directly performed by the program controlling the robotic system. They require a prior conversion into program code, which is a tedious and error prone process.
A new graphical modelling language model to overcome the mentioned limitations of the existing tools is developed in this thesis. It bases on the concept of function-block-networks. Function blocks are parametrizable black boxes that can perform defined functionality. How this is realized is hidden from the user of the block. One common functionality of a function block is to generate or process data. Other blocks may interface hardware of a system to make it available to the algorithms. The utilized function blocks of the algorithm and how they are interconnected in the network define the performed task. Algorithms may work on arbitrary data structures. Parameters of any function block can be automatically set by defined rules, using an integrated general feedback system. A graphical designer permits easy modelling and testing of the function-block-networks. Developed algorithms can be directly embedded into program code. They are interpreted and can thereby be processed inside the program. An implementation demonstrates the feasibility and benefits of the proposed language model. The main demonstrator is the service robotic system FRIEND developed at the institute of automation of the University of Bremen. |