Metodyka projektowania systemów robotycznych w oparciu o metamodele EARL i MeROS

Winiarski, Tomasz; Kaniuka, Jan; Ostrysz, Jakub

doi:10.14313/PAR_252/11

Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

Artykuł - szczegóły

Czasopismo

Pomiary Automatyka Robotyka

2024 | R. 28, nr 2 | 11--20

Tytuł artykułu

Metodyka projektowania systemów robotycznych w oparciu o metamodele EARL i MeROS

Autorzy

Winiarski, Tomasz , Kaniuka, Jan , Ostrysz, Jakub

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Warianty tytułu

Robotic Systems Development Method Based on EARL and MeROS Metamodels

Języki publikacji

Abstrakty

Inżynieria systemów odgrywa obecnie kluczową rolę w procesie wytwarzania, wdrażania oraz utrzymania systemów cyberfizycznych. Coraz częściej staje się ona nieodłącznym narzędziem podczas projektowania, chociażby systemów robotycznych. W artykule zaproponowano metodykę projektowania systemów robotycznych w oparciu o dwa metamodele: EARL na poziomie niezależnym od platformy implementacji oraz MeROS dedykowany dla ROS/ROS 2. Procedura została zaprezentowana poprzez analizę reprezentatywnego zastosowania aplikacyjnego: heteregonicznego systemu wielorobotowego z centralnym koordynatorem.

Systems engineering is currently playing a key role in the manufacture, implementation and maintenance of cyber-physical systems. Increasingly, it is becoming an integral tool when designing, for example, robotic systems. This paper proposes a methodology for the design of robotic systems based on two metamodels: EARL at the implementation platform-independent level and MeROS dedicated to ROS/ROS 2. The procedure is demonstrated by analysing a representative application: a heteregonous multi-robot system with a central coordinator.

Słowa kluczowe

robot inżynieria systemów ROS 2 EARL MeROS

robot systems engineering ROS 2 EARL MeROS

Wydawca

Czasopismo

Pomiary Automatyka Robotyka

Rocznik

2024

Tom

R. 28, nr 2

Strony

11--20

Opis fizyczny

Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Winiarski, Tomasz

Politechnika Warszawska, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, tomasz.winiarski@pw.edu.pl

autor

Kaniuka, Jan

Politechnika Warszawska, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, jan.kaniuka.stud@pw.edu.pl

autor

Ostrysz, Jakub

Politechnika Warszawska, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, jakub.ostrysz.stud@pw.edu.pl

Bibliografia

1. de Araújo Silva E., Valentin E., Carvalho J.R.H., da Silva Barreto R., A survey of model driven engineering in robotics. “Journal of Computer Languages”, Vol. 62, 2021, DOI: 10.1016/j.cola.2020.101021.
2. Dudek W., Miguel N., Winiarski T., SPSysML: A metamodel for quantitative evaluation of Simulation-Physical Systems. arXiv preprint arXiv:2303.09565, 2023, DOI: 10.48550/arXiv.2303.09565.
3. Dudek W., Winiarski T., Scheduling of a Robot’s Tasks With the TaskER Framework. “IEEE Access”, Vol. 8, 2020, 161449-161471, DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3020265.
4. D’Avella S., Avizzano C.A., Tripicchio P., ROS-Industrial based robotic cell for industry 4.0: Eye-in-hand stereo camera and visual servoing for flexible, fast, and accurate picking and hooking in the production line. “Robotics and Computer-Integrated Manufacturing”, Vol. 80, 2023, DOI: 10.1016/j.rcim.2022.102453.
5. Giełdowski D., Struktura i implementacja systemu robotycznego zawierającego robota MiniRyś. Master’s thesis, WEiTI, 2021.
6. Grady J.O., System validation and verification, CRC Press, 1997.
7. Janiak M., Zieliński C., Control system architecture for the investigation of motion control algorithms on an example of the mobile platform Rex. “Bulletin of the Polish Academy of Sciences - Technical Sciences”, Vol. 63, No. 3, 2015, 667-678, DOI: 10.1515/bpasts-2015-0078.
8. Kaniuka J., System sterowania robota manipulacyjnego Dobot Magician na bazie frameworka ROS 2. Bachelor’s thesis, WEiTI, 2023.
9. Kornuta T., Zieliński C., Winiarski T., A universal architectural pattern and specification method for robot control system design. “Bulletin of the Polish Academy of Sciences - Technical Sciences”, Vol. 68, No. 1, 2020, 3-29, DOI: 10.24425/bpasts.2020.131827.
10. Macenski S., Foote T., Gerkey B., Lalancette C., Woodall W., Robot operating system 2: Design, architecture, and uses in the wild, “Science Robotics”, Vol. 7, No. 66, 2022, DOI: 10.1126/scirobotics.abm6074.
11. Open Management Group. OMG Systems Modeling Language - Version 1.7, December 2022. https://www.omg.org/spec/SysML/1.7/Beta1/PDF (dostęp: 2024-03-23).
12. Ostrysz J., Badania, modernizacja oraz wizualizacja robota mobilnego MiniRyś. Bachelor’s thesis, WEiTI, 2023.
13. Salado A., Wach P., Constructing True Model-Based Requirements in SysML. “Systems”, Vol. 7, No. 2, 2019, DOI: 10.3390/systems7020019.
14. Seredyński D., Winiarski T., Robot mobilny o zmiennym sposobie lokomocji - wyniki badań. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 17, Nr 7-82013, 107-115.
15. Seredyński D., Winiarski T., Banachowicz K., Walęcki M., Stefańczyk M., Majcher P., Robot mobilny o zmiennym sposobie lokomocji - konstrukcja mechaniczna i elektroniczna. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 17, Nr 1, 2013, 162-167.
16. The International Council on Systems Engineering. INCOSE systems engineering handbook: a guide for system life cycle processes and activities. John Wiley & Sons, 2023.
17. Trojanek P., Zieliński C., Kornuta T., Winiarski T., Metoda projektowania układów sterowania autonomicznych robotów mobilnych. Część 2. Przykład zastosowania. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 15, Nr 10, 2011, 84-90.
18. Winiarski T., MeROS: SysML-Based Metamodel for ROS-Based Systems. “IEEE Access”, Vol. 11, 2023, 82802-82815, DOI: 10.1109/access.2023.3301727.
19. Winiarski T., Bogusz M., Giełdowski D., Foryszewski K., Miniaturowy robot mobilny o zmiennym sposobie lokomocji MiniRyś. XV Krajowa Konferencja Robotyki - Postępy robotyki, Vol. 1, 2018, 251-260.
20. Winiarski T., Giełdowski D., Kaniuka J., Ostrysz J., Sadowski J., HeROS: a miniaturised platform for research and development on Heterogeneous RObotic Systems. arXiv:2403.04384, 2024, DOI: 10.48550/arXiv.2403.04384.
21. Winiarski T., Seredyński D., Robot mobilny o zmiennym sposobie lokomocji - system sterowania. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 17, Nr 5, 2013, 93-99, 2013.
22. Winiarski T., Seredyński D., EARL - dziedzinowy język opisu systemów cyberfizycznych. XVI Krajowa Konferencja Robotyki - Postępy robotyki, Vol. 1, 2022, 223-232.
23. Winiarski T., Węgierek M., Seredyński D., Dudek W., Banachowicz K., Zieliński C., EARL - Embodied Agent-Based Robot Control Systems Modelling Language. „Electronics”, Vol. 9, No. 2, 2020, DOI: 10.3390/electronics9020379.
24. Węgierek M., Świstak B., Winiarski T., Modularne środowisko do rywalizacji robotów sportowych śledzących linię. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 19, Nr 3, 2015, 61-66, DOI: 10.14313/PAR_217/61.
25. Zieliński C., Transition-function based approach to structuring robot control software. K. Kozłowski, redaktor, Robot Motion and Control, Vol. 335 serii Lecture Notes in Control and Information Sciences, 2006, 265-286. Springer-Verlag, DOI: 10.1007/978-1-84628-405-2_17.
26. Zieliński C., Robotyka: techniki, funkcje, rola społeczna Cz. 1. Techniczne podstawy inteligencji i bezpieczeństwa robotów. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 26, Nr 4, 2022, 5-26, DOI: : 10.14313/PAR_246/5.
27. Zieliński C., Robotyka: techniki, funkcje, rola społeczna Cz. 2. Aktualne możliwości robotów. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 27, Nr 1, 2023, 5-18, 1 DOI: 10.14313/PAR_247/5.
28. Zieliński C., Robotyka: techniki, funkcje, rola społeczna. Cz. 3. Roboty a problemy społeczne. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 27, Nr 2, 2023, 5-20, 10.14313/PAR_248/5.
29. Zieliński C., Kornuta T., Programowe struktury ramowe do tworzenia sterowników robotów. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 19, Nr 1, 2015, 5-14, DOI: 10.14313/PAR_215/5.
30. Zieliński C., Kornuta T., Stefańczyk M., Szynkiewicz W., Trojanek P., Walęcki M.. Języki programowania robotów przemysłowych. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 16, Nr 112012, 10-19.
31. Zieliński C., Kornuta T., Trojanek P., Winiarski T., Metoda projektowania układów sterowania autonomicznych robotów mobilnych. Część 1. Wprowadzenie teoretyczne. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 15, Nr 9, 2011, 84-87.

Uwagi

Projekt został zrealizowany w ramach grantu Koła Naukowego Robotyki Bionik ”Rozwój metod współdziałania robotów manipulacyjnych i mobilnych wykorzystujących framework ROS 2”.
Sprzęt potrzebny do realizacji projektu współfinansowano ze środków programu IDUB - Inicjatywa Doskonałości: Uczelnia Badawcza.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

DOI

10.14313/PAR_252/11

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-8e119028-276d-42a3-81d8-9f6968a7737f