Изучаем среду разработки Microsoft Robotics Studio

Оригинал статьи (EN)

Учебные материалы (на английском языке) входят в установочный комплект Microsoft Robotics Studio. Загрузите ее, и это позволит использовать учебники на вашем компьютере.

Учебные материалы разбиты на шесть разделов:

• установка оборудования;
• учебники по службам;
• учебники по среде Robotics;
• учебники по моделированию;
• учебники по языку программирования Visual Programming Language;
• дополнительные примеры.

Установка и подключение оборудования

Среду разработки Microsoft Robotics Studio можно использовать с различными сериями роботов и фирменным ПО для их управления. Как правило, для настройки оборудования и средств организации обмена информацией с ПК под управлением ОС Windows XP (или Windows Vista) необходимо следовать соответствующим фирменным инструкциям. Сведения, приведенные в этом обзоре также помогут при настройке роботов.

Учебники по службам (Service Tutorials)

Создание приложения с помощью среды разработки Microsoft Robotics Studio — это просто организация взаимодействия нескольких служб. Службы представляют собой интерфейс к программному обеспечению или аппаратуре робота. Они позволяют организовать обмен данными между процессами, выполняющими определенные функции.

Если вы ранее не работали со средой Microsoft Robotics Studio, настоятельно рекомендуем начать именно с учебников. Это даст базовые знания для дальнейшей работы. При изучении перечисленных ниже материалов по службам наличия самого робота не требуется.

• Учебник по службам №1: создание службы

  В этом учебнике рассказано о том, что такое служба и как ее создать.

• Учебник по службам №2: изменение состояния службы

  На примере показано, как изменять состояние службы.

• Учебник по службам №3: сохранение состояния

  Вы узнаете, как сохранить (записать) в файл состояние службы.

• Учебник по службам №4: обслуживание подписок

  Как организовать в службе рассылку уведомлений другим службам.

• Учебник по службам №5: подписка

  Это продолжение темы предыдущего учебника, в нем обсуждается:

  • как подписываться на сообщения других служб;
  • как использовать партнерские службы.

• Учебник по службам №6: дополнительные сведения

  В этом учебнике рассказано о том, как получить состояние других служб, а также как использовать XML-преобразование для состояния службы, чтобы предоставить пользователю веб-интерфейс с более широкими возможностями.

Учебники по среде Robotics (Robotics Tutorials)

Учебник №1: доступ к службе

Понимание механизма использования служб — это ключ к модели программирования Microsoft Robotics Studio. Этот учебник знакомит с методами доступа к службе для управления простым датчиком:

• программа на языке VB.Net, которая использует службу DssEnvironment в качестве статической оболочки для исполняемой библиотеки DSS;
• программа на языке VB.Net, реализующая полную службу DSS;
• C#;
• Python;

Учебник по среде Robotics №2: координация служб

Этот учебник является продолжением предыдущего. В нем показано, как использовать сигнал, полученный с простого датчика, и управлять службой двигателя:

• программа на языке VB.Net, которая использует службу DssEnvironment в качестве статической оболочки для исполняемой библиотеки DSS;
• C#;
• Python;

Учебник по среде Robotics №3: использование абстрактных многократно используемых служб

В этом учебнике описана стандартная служба для привода и контактного датчика, которую можно применить для различных аппаратных платформ. В учебнике приводится пример простой службы для реализации «рыскающего» поведения:

• C#.

Учебник по среде Robotics №4: управление с использованием кабеля

В этом учебнике описано, как создать простое приложение, в котором для управления службой электропривода будет использоваться обычный пользовательский интерфейс ОС Windows:

• программа на языке VB.Net, которая использует службу DssEnvironment в качестве статической оболочки для библиотеки DSS;
• C#;
• JScript;

Учебник по среде Robotics №5: использование более сложных служб

В этом учебнике описана более развитая служба, которая позволяет автономно передвигаться роботу, управляемому с помощью ПК и оснащенному лазерным дальномером. Даже при отсутствии оборудования, можно попробовать реализовать примеры из этого учебника с помощью инструмента моделирования в составе среды разработки Microsoft Robotics Studio:

• C#.

Учебник по среде Robotics №6: роботы, подключенные дистанционно

В этом учебнике дан общий обзор способов управления роботом через интерфейс дистанционного управления; с помощью ПК, на котором установлена среда Microsoft Robotics Studio:

• C#.

Учебники по моделированию (Simulation Tutorials)

Важной частью пакета Microsoft Robotics Studio является среда моделирования. Она создана таким образом, что ее можно использовать в различных сложных сценариях с высокими требованиями к точности, качеству визуализации и масштабированию. В то же время новички могут использовать моделирование, практически не имея опыта создания программ. Среда моделирования, похожая на игру, позволяет разрабатывать интересные приложения. Здесь написано, как это можно сделать.

• Обзор возможностей моделирования

  На этой странице приведен общий обзор среды моделирования, входящей в состав пакета Microsoft Robotics Studio, а также некоторых ее возможностей и компонентов. Выполнение учебных примеров по моделированию требует наличия в ПК соответствующей графической карты.

• Учебник по моделированию №1: знакомство со средой моделирования

  В этом учебнике описано, как запустить среду моделирования и как добавлять объекты моделируемого мира в исходный текст программы.

• Учебник по моделированию №2: создание объектов с помощью служб моделирования

  В этом учебнике описано создание новых объектов и их связь с соответствующими службами моделирования.

• Учебник по моделированию №3: создание модели с помощью сохраненного состояния и специального манифеста

  Здесь описано добавление объектов в моделируемый мир с помощью XML-документа вместо использования программы.

  В этом учебнике программирование не используется, а используется только текстовый редактор.

• Учебник по моделированию №4: шарнирные соединения и манипуляторы

  В этом учебном материале показано, как создавать шарнирные соединения с шестью степенями свободы. Затем этим соединениям можно придавать определенный внешний вид и создавать из них манипуляторы с приводом от двигателя. См. также раздел «Манипуляторы и инверсная кинематика» в каталоге samples (примеры), расположенном в папке установки.

• Учебник по моделированию №5: создание геометрических объектов

  В этом учебнике показано, как создавать простые геометрические объекты, начиная с их физического представления, как управлять их внешним видом и использовать их для создания более сложных объектов. Кроме того, в учебнике содержится информация о том, как использовать некоторые объекты моделирования окружающей среды, например skydome (небесный купол), lights (огни) и terrain (местность).

Учебники по языку программирования Visual Programming Language

Язык программирования Microsoft Visual Programming Language (VPL) — это средство разработки приложений, в котором используется модель программирования на основе графического потока данных, а не на базе логики управления, которая обычно применяется в программировании. Программа с использованием потока данных — это не набор последовательно выполняемых обязательных команд. Она больше напоминает коллектив рабочих на сборочной линии, которые делают указанную им работу по мере поступления деталей. В результате язык VPL хорошо подходит для программирования различных сценариев с параллельной или распределенной обработкой данных.

Язык VPL понятен для начинающих программистов, которые знакомы с такими концепциями, как переменные и логические операции. Однако этот язык предназначен не только для новичков. Возможность композиционного программирования с помощью этого языка может понравиться и более опытным программистам, поскольку это позволяет быстро разрабатывать программы и создавать прототипы. Кроме того, хотя инструментарий этого языка и предназначен для разработки приложений для роботов, лежащую в его основе архитектуру можно применить и в других приложениях. В результате язык VPL может оказаться привлекательным для широкого круга пользователей, в том числе, студентов, энтузиастов-любителей, и даже веб-разработчиков и профессиональных программистов.

Перечисленные ниже учебники помогут начать работать на языке VPL, более подробная документация входит в комплект загрузки версии 1.0.

• Учебник по языку VPL №1: Hello World

  Классическое вводное задание по созданию программы, которая выводит на экран слова Hello World! (Здравствуй, мир!).

• Учебник по языку VPL №2: приращение значений

  Показано, как объявить новую переменную и выполнить приращение ее значения.

• Учебник по языку VPL №3: создание собственных действий

  В этом учебнике, как на языке VPL создать новое действие.

Дополнительные примеры

Здесь можно найти интересные примеры программ. В них демонстрируется использование среды разработки Microsoft Robotics Studio с различными технологиями, начиная с речевого воспроизведения текста и заканчивая системой GPS и другими замечательными вещами.

GPS

В примере показано использование приемника Microsoft GPS-360 для определения текущего положения и подключение к программе Virtual Earth для отображения на географической карте точки с координатами:

• Служба для приемника Microsoft GPS-360, которая каждую секунду получает данные с датчика NMEA Gps.

Технологии распознавания речи

В примере показано, как создать службу, которая взаимодействует с интерфейсом Microsoft Speech API (SAPI):

• Пример TextToSpeech с использованием пакета Microsoft Speech SDK.

Устройства ввода

Эти примеры показывают, как использовать различные устройства ввода, например, веб-камеру:

• Служба WebCam, которая пересылает изображения, полученные с помощью веб-камеры.

Двигатели LEGO NXT

Показано, как реализовать управление тремя двигателями роботов LEGO Mindstorms NXT:

• Пример с тремя двигателями NXT.