Architettura Hardware e Software di A-Ratio! Davide Marano!

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1 Architettura Hardware e Software di A-Ratio! Davide Marano!

2 Embedded ed LCD! Axiom SBC84600!!!VIA C3 800 Mhz!!!3 x RS 232 Ports!!!1 x RS 232/485 Port!!!1 x Parallel Port!!!2 x USB 1.1!!!1 x Ethernet!!!8 x Digital I/O TTL/DTL!!!4 Gb Compact Flash!!!256 Mb PC133 RAM!!!Debian Linux Etch OS!!!Erlang Language! All interno dell embedded risiede il cervello del robot! Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insu!ciente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. LCD SCREEN! 2 righe x 16 Colonne! 6 tasti! Basato su PIC16F876!

3 Elettronica!! Basata su PIC18F2431!! Pilotaggio motori PWM!! Acquisizione sensori!! In/Out digitali!! Architettura Master-Slave!! Motor controller!! General master!

4 Collegamenti! Embedded! LCD! Motor Controller Master! RS485! 0X10! 0X12! 0X13! I 2 C! Shooter Controller! General Controller Master! I 2 C! 0X11! Mulino! Slave Sx! Slave Dx! Beacon!

5 Collegamenti! Embedded! LCD! Motor Controller Master! RS485! 0X10! 0X12! 0X13! Servo Spazzole! I 2 C! Shooter Controller! Servo! Espulsione! General Controller Master! I 2 C! 0X11! Mulino! Slave Sx! Slave Dx! Sensori Infrarossi! Beacon! Sensore Ultrasuoni!

6 Il Framework!! Piattaforma software multilivello!! Astrazione crescente!! Flessibile!!"#$%%&'$"()* +,"#-,%%,*.,'&/)* 0-&1$-*!"#$-2)//&)* A#-)#$'&)*$*-&<5,<#)*)7*$1$"4*$<#$-"&* 0&<)//,55&)9$"#,*#-)*?)<<,*$7*)%#,*%&1$%%,* >$<4,"$*5$-&2$-&/6$* +,9:"&/)(&,"$*7);1$-<,*%=6)-78)-$* 3)41,* 0-&1$-*5$-&2$-&/6$*6)-78)-$*

7 Il Framework!! Piattaforma software multilivello!! Astrazione crescente!! Flessibile!!"#$%%&'$"()* +,"#-,%%,*.,'&/)* 0-&1$-*!"#$-2)//&)* A#-)#$'&)*$*-&<5,<#)*)7*$1$"4*$<#$-"&* 0&<)//,55&)9$"#,*#-)*?)<<,*$7*)%#,*%&1$%%,* >$<4,"$*5$-&2$-&/6$* +,9:"&/)(&,"$*7);1$-<,*%=6)-78)-$* 3)41,* 0-&1$-*5$-&2$-&/6$*6)-78)-$*

8 Livello Nativo e Interfaccia!! Specifiche di basso livello!! Comunicazione tra hardware e framework!! Servizi per il livello Driver! Driver! Motor driver! Actuators driver! Interfaccia! IO485! Nativo! Serial_drv!

9 Livello Driver!! Moduli specifici per ogni tipologia di dispositivo da comandare!! Servizi per il livello Logico! Logica! Motion Logic! Sensors Logic! Driver! Motor driver! Actuators driver! Sensors driver! Interfaccia! IO485!

10 Livello Logica!! Indipendenza delle funzionalita logiche dai dispositivi fisici!! Moduli separati per le diverse funzioni!! Servizi per il livello controllo! Controllo! Path Control! Motion Control! Logica! Motion Logic! Sensors Logic! driver! Motor driver! Actuators driver! Sensors driver!

11 Livello Controllo!! Supervisione dei livelli sottostanti!! Funzionalita di controllo di alto livello!! Servizi e informazioni per il livello Intelligenza! Intelligenza! Eresye! Cerebro! Controllo! Logica! Path Control! Motion Logic! Motion Control! Sensors Logic!

12 Eresye!! E un sistema esperto!! La logica del motore inferenziale si! basa su un insieme di fatti e regole!! Il robot agisce in totale autonomia! BCBADB*EF!* Processor! Rules! Scheduler! Executor!

13 Esempio! Supponiamo che il robot abbia raccolto le 5 palle dal dispenser! verticale; cosa succede adesso?! Intelligenza! Controllo! Logica! Driver! Interfaccia! Nativo!

14 Esempio! Supponiamo che il robot abbia raccolto le 5 palle dal dispenser! verticale; cosa succede adesso?! Intelligenza! Controllo! Comunica al livello sottostante di attivare i sensori di distanza per evitare gli ostacoli e imposta il punto di lancio da raggiungere.! Logica! Driver! Interfaccia! Nativo!

15 Esempio! Supponiamo che il robot abbia raccolto le 5 palle dal dispenser! verticale; cosa succede adesso?! Intelligenza! Controllo! Avvia il percorso, controlla dinamicamente la traiettoria e verifica che i livelli dei sensori rimangano sotto i livelli di guardia.! Logica! Driver! Interfaccia! Nativo!

16 Esempio! Supponiamo che il robot abbia raccolto le 5 palle dal dispenser! verticale; cosa succede adesso?! Intelligenza! Controllo! Logica! Driver! Interfaccia! Riceve ogni punto del percorso e lo divide in una serie di rotazioni e di movimenti in avanti. Una volta raggiunto ciascun punto attende che il livello superiore gli indichi il successivo. In contemporanea legge i valori dei sensori e gli associa un livello logico.! Nativo!

17 Esempio! Supponiamo che il robot abbia raccolto le 5 palle dal dispenser! verticale; cosa succede adesso?! Intelligenza! Controllo! Logica! Driver! Interfaccia! Trasforma i movimenti del robot in comandi specifici per l hardware sottostante.! Nativo!

18 Esempio! Supponiamo che il robot abbia raccolto le 5 palle dal dispenser! verticale; cosa succede adesso?! Intelligenza! Controllo! Logica! Driver! Interfaccia! Nativo! Invia i comandi ricevuti sulla seriale inserendo in ogni messaggio l indirizzo corretto del destinatario.!

19 Esempio! Supponiamo che il robot abbia raccolto le 5 palle dal dispenser! verticale; cosa succede adesso?! Intelligenza! Controllo! Logica! Driver! Interfaccia! Nativo! Esegue il comando ricevuto dal framework.!

20 Cerebro! pre_shoot (Engine, {path_ends, true}=y, {fase, pre_shoot} = X) ->! eresye:retract(engine, {presenza,true}),! eresye:retract(engine, [X, Y]),! eresye:assert (Engine, {fase, shoot}).! shoot (Engine, {mill, N}, {fase, shoot}) ->! if! N == 2 ->!! eresye:retract (Engine, {fase, shoot}),! eresye:assert(engine, [{fase, pre_reload}, {enable_loading}]),! gen_path_control:follow_path([{520,730},! {355,730}]);! true ->! gen_shooter_control:shoot(),!! eresye:retract(engine, {mill, N}),!! eresye:assert(engine, {mill, N-1})! end.!

21 Framework! Framework mira ad essere universale ed utilizzabile su qualsiasi robot.! Strumenti utilizzati:!

22 Framework! Framework mira ad essere universale ed utilizzabile su qualsiasi robot.! Strumenti utilizzati:!! Behaviour: consentono l astrazione di una funzionalita software.!

23 Framework! Framework mira ad essere universale ed utilizzabile su qualsiasi robot.! Strumenti utilizzati:!! Behaviour: consentono l astrazione di una funzionalita software.!! Supervisor: permettono una gestione efficiente e dinamica delle problematiche software principali.!

24 Framework! Framework mira ad essere universale ed utilizzabile su qualsiasi robot.! Strumenti utilizzati:!! Behaviour: consentono l astrazione di una funzionalita software.!! Supervisor: permettono una gestione efficiente e dinamica delle problematiche software principali.! Behaviour + Supervisor = NO implementazione!

25 Behaviour! gen_kinematics:! go_forward(distance)! get_target_reached()! gen_kinematics! <- BEHAVIOUR! go_forward(distance)! get_target_reached()! hw_kinematics_impl! gen_io:command(write,! " Distance)! gen_io:receive()!

26 Behaviour! gen_kinematics:! go_forward(distance)! get_target_reached()! gen_kinematics! <- BEHAVIOUR! go_forward(distance)! get_target_reached()! Sw_kinematics_impl! gen_io:command(! "{setspeed{vl,vr}})! Check position! gen_io:receive()!

27 Supervisor! Tramite l utilizzo dei supervisor e stato possibile monitorare e controllare lo stato! ed il corretto funzionamento dei processi! che costituiscono il software del robot.!

28 Supervisor! Tramite l utilizzo dei supervisor e stato possibile monitorare e controllare lo stato! ed il corretto funzionamento dei processi! che costituiscono il software del robot.! Crash!

29 Supervisor! Tramite l utilizzo dei supervisor e stato possibile monitorare ed agire sullo stato! e sul corretto funzionamento dei processi! che costituiscono il software del robot.! Supervisor! Crash!

30 Supervisor! Tramite l utilizzo dei supervisor e stato possibile monitorare ed agire sullo stato! e sul corretto funzionamento dei processi! che costituiscono il software del robot.! Supervisor! Crash! Processo riavviato!

31 Framework! Gen_motion_control! Go_to(Point)! Gen_path_control! Follow_path(Path)! Follow_cmd(Command)! Gen_sensors_logic! Gen_motion_logic! Go_forward(Distance)! Rotate_to_xy(Point)! Rotate(Angle)! Stop_it()! Gen_sensors! Get_value(Sensor)! Gen_kinematics! Get_position()! Set_position(Point)! Gen_actuators! Set_value(Actuator)! Gen_io! Send_cmd(Message)!

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