Файл: Сегодня почти каждый робот имеет собственный язык программирования роботов.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.03.2024

Просмотров: 8

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Сегодня почти каждый робот имеет собственный язык программирования роботов.

Как вы уже догадались, это давняя проблема промышленной робототехники. Это означает, что пользователям приходится изучать новый язык каждый раз, когда они используют новый бренд роботов.

Например, роботы Fanuc используют язык Karel, Yaskawa использует INFORM, Kuka - KRL, а ABB имеет свой язык программирования RAPID. Этот список можно продолжить.

Некоторые среды программирования общего назначения, такие как ROS Industrial (Robot Operating System Industrial), начинают предлагать стандартизированные параметры. Однако технические специалисты по-прежнему могут использовать собственный язык программирования.

Python – самый популярный и широко используемый язык, тогда как MATLAB – ведущий язык в математике.

MATLAB – это коммерческая вычислительная среда и язык программирования для числовых вычислений. Это самая простая и производительная среда для инженеров и ученых, полностью посвященная математическим операциям и техническим вычислениям. Она предоставляет расширенные наборы инструментов, такие как цифровая обработка сигналов, обработка изображений, проектирование элементов управления и т. д.

Преимуществом MATLAB является то, что он предоставляет пользователю множество полезных функций:

- экономит время и деньги;

- это не только язык, но и интерфейс программирования;

- предоставляет полные функции для итеративного исследования и решения проблем в среде рабочего стола;

- язык высокого уровня, специально предназначенный для инженерных и научных вычислений;

- он предоставляет интерфейс для работы с другими языками программирования, такими как C, C ++, Java, .NET, Python, SQL, Hadoop и т. д.

Однако MATLAB имеет и недостатки:

- расширять функциональность с помощью третьих лиц непросто из-за ее проприетарного характера;

- это менее выразительный язык;

- довольно дорогой, что означает, что код, написанный в MATLAB, может использоваться только тем, у кого есть лицензия;

- в MATLAB индексация выполняется с использованием фигурных скобок, а не скобок, что затрудняет ее дифференциацию от вызова функции.

Python – это универсальный, высокоуровневый, удобный язык программирования с открытым исходным кодом. Python – это независимый от платформы язык, что означает, что он может работать на любой платформе. Он обеспечивает простой синтаксис и широкое использование языка.


Python – один из ведущих языков программирования, который используется во всех технологических областях, таких как машинное обучение, искусственный интеллект, веб-приложения и игры. Для выполнения любых задач требуется меньше строк кода, чем на других языках программирования, таких как java и C ++. Python составлен на удобном языке ANSI C.

Преимуществами Python являются:

- легко использовать и легко учиться;

- высокая портативность, что означает, что он может работать на любой платформе – на высокопроизводительных серверах и рабочих станциях;

- это расширяемый язык с открытым исходным кодом;

- не используются фигурные скобки для определения кода блока;

- большой набор встроенных библиотек.

Python также имеет некоторые недостатки, которые заключаются в следующем:

- Python – это интерпретируемый язык, поэтому он выполняет код очень медленно;

- Python не подходит для разработки мобильных приложений;

- занимает много памяти;

- у Python есть ограничение на доступ к базе данных;

- Python – это язык с динамической типизацией, поэтому он показывает ошибку во время выполнения.

Java- это объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, основанный на классах. Он предназначен для того, чтобы разработчики приложений могли писать один раз и запускать их где угодно.

Другими словами, код Java может работать на любой платформе, поддерживающей Java, без необходимости перекомпиляции. Таким образом, становится возможным использовать один и тот же код на старых машинах.

Язык программирвоания Java весьма полезен в некоторых аспектах робототехники. Например, это один из основных языков современных систем искусственного интеллекта, таких как AlphaGo и IBM Watson.

C и C++ - язык программирования номер один в робототехнике.

Некоторые аппаратные библиотеки в робототехнике используют C или C++. Кроме того, эти библиотеки позволяют взаимодействовать с низкоуровневым оборудованием. И они также поддерживают работу в реальном времени.

Сегодня C ++, возможно, более полезен в робототехнике, чем C. Однако последний остается одним из наиболее энергоэффективных языков программирования.

Языки C и C++ не так просты в использовании, как Python или MATLAB. Реализация той же функциональности с использованием C не только занимает больше времени, но также требует большего количества строк кода.


Однако робототехника во многом полагается на работу в реальном времени. В результате C и C++ - самые близкие к стандартному языку программирования роботов.

Arduino – среда программирования роботов на базе Arduino. Интерфейс среды разработки Ардуино содержит следующие основные элементы: текстовый редактор для написания кода, область для вывода сообщений, текстовая консоль, панель инструментов с традиционными кнопками и главное меню. Данный софт позволяет компьютеру взаимодействовать с Ардуино как для передачи данных, так и для прошивки кода в контроллер.

Для подключения внешних устройств к контроллерам используются программные библиотеки, которые, как правило, распространяются под свободными лицензиям. В Сети существует обширное комьюнити, поддерживающее разработчиков. Производители Arduino сопровождают свою продукцию подробной онлайн-документацией.

Для разработки программ, загружаемых в контроллеры Arduino, используется специальное программное обеспечение (IDE), которое можно скачать с сайта производителя.

Arduino IDE написана на кроссплатформенном языке Java, поэтому ее легко установить на любую современную настольную операционную систему (Windows, Linux, MacOS). IDE комплектуется большим количеством примеров и программных библиотек. Недостающие библиотеки легко загрузить через Интернет. Соединив свою плату-контроллер с компьютером с помощью USB-кабеля, можно загружать в нее скетчи. Перед загрузкой IDE проверяет скетчи на наличие ошибок. В отладочных целях она оснащена терминалом, позволяющим компьютеру обмениваться сообщениями с контроллером. Язык программирования, на котором пишутся скетчи для Arduino, с точки зрения синтаксиса принадлежит к классу Си-подобных.

Скетч состоит из следующих стандартных блоков: Объявление переменных и импорт необходимых библиотек;

- Блок начальной инициализации (функция setup);

- Повторяющийся блок (функция loop);

- Дополнительные функции, которые программист создает самостоятельно.

Переменные в Arduino обладают строгой типизацией, совместимой с некоторыми реализациями Си:

- Boolean - для логических значений true/false;

- Byte - 8 бит, целое число от 0 до 255; Char - 8 бит, целое в диапазоне от -128 до 127;

- Word - 2 байта, целое от 0 до 65535 Int - 2 байта, целое от -32768 до 32767;

- Unsigned long - 32 бита, целое от 0 до 4294967295; Long - 32 бита, целое от -2,147,483,648 до 2,147,483,647;

- Float - 32 бита, дробное число (с плавающей точкой) в диапазоне от -3.4028235E38 до 3.4028235E38.


Кроме того, скетч может содержать комментарии, инструкции #define и т.п. Функция setup выполняется один раз, в момент запуска программы. В ней обычно настраиваются режимы работы пинов, устанавливаются свойства библиотек. По окончании работы она передает управление функции loop, повторяющейся в бесконечном цикле до тех пор, пока контроллер не будет обесточен или не произойдет какая-нибудь авария. При каждой итерации этого цикла контроллер опрашивает пины по запрограммированному в скетче алгоритму, взаимодействует с устройствами по шинам I2C, RS-232 и т.п.

Существует несколько программ, которые облегчают взаимодействие с Ардуино:

  1. Processing – по функционалу подобна среде Arduino IDE и также разработана с помощью Java. Дополнена библиотекой Serial, которую можно скачать при желании. Она позволяет сопрягать данные, передаваемые от платы в Processing и обратно. При этом плата будет работать с компьютера. 

  2. B4R – основана на языке Basic с открытым исходным кодом и также поставляется бесплатно. Он прост в изучении и является более совершенной версией классической Visual Basic. 

  3. Progromino – платная программа, дополняющая код самостоятельно. То есть она сама предложит способы правильно использовать одну из функций. Это еще более упрощенная среда для работы с платами Ардуино. 

Дополнительных программ и инструментов огромное количество. Уже несколько лет Ардуино С является лучшим языком программирования для создания микроконтроллеров. Несмотря на наличие большого количества конкурентов, в ближайшем будущем ни одна среда и язык не смогут заменить его в полной мере. 

Также можно столкнуться с подделками, которые внешне плохо отличимы от оригинала, но могут повлечь к разработке неработающего продукта. 

Смотрите также файлы