MeROS: SysML-based Metamodel for ROS-based Systems

要約

今日のロボット制御システムの複雑さは、ロボット制御システムを効率的かつ確実に開発することが困難であることを意味します。
システム エンジニアリング (SE) とフレームワークが役立ちます。
フレームワーク メタモデルは、作成されたアプリケーション モデルの標準化と正確性をサポートするために必要です。
現在、フレームワークの使用は広く普及していますが、その中で最も人気のあるロボット オペレーティング システム (ROS) には、これまでのところ現代のメタモデルが欠けています。
この記事では、実行中のシステムと開発者のワークスペースに対処する、MeROS と呼ばれる ROS の新しいメタモデルを提案します。
ROS には、ROS 1 と ROS 2 の 2 つのバージョンがあります。メタモデルには両方のバージョンが含まれています。
特に、ノードレット、アクション、メタパッケージなどの最新の ROS 1 の概念が考慮されています。
元の ROS 概念への重要な追加は、これらの概念をグループ化することです。これにより、システムの分解とそのプレゼンテーションにおけるさまざまな詳細度を説明する機会が提供されます。
メタモデルは要件から導出され、Rico 支援ロボットの実践例で検証されます。
この事項は、SysML (Systems Modeling Language) で標準化された方法で記述されます。
したがって、SysML をサポートする一般的な開発ツールは、SE の精神に基づいたロボット コントローラーの開発に役立ちます。

要約(オリジナル)

The complexity of today’s robot control systems implies difficulty in developing them efficiently and reliably. Systems engineering (SE) and frameworks come to help. The framework metamodels are needed to support the standardisation and correctness of the created application models. Although the use of frameworks is widespread nowadays, for the most popular of them, Robot Operating System (ROS), a contemporary metamodel has been missing so far. This article proposes a new metamodel for ROS called MeROS, which addresses the running system and developer workspace. The ROS comes in two versions: ROS 1 and ROS 2. The metamodel includes both versions. In particular, the latest ROS 1 concepts are considered, such as nodelet, action, and metapackage. An essential addition to the original ROS concepts is the grouping of these concepts, which provides an opportunity to illustrate the system’s decomposition and varying degrees of detail in its presentation. The metamodel is derived from the requirements and verified on the practical example of Rico assistive robot. The matter is described in a standardised way in SysML (Systems Modeling Language). Hence, common development tools that support SysML can help develop robot controllers in the spirit of SE.

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