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1、导言本文对目前现役实用机器人的软件开发平台进行整体的评测。主要内容是根据本人对这些平台的实际使用经验编写的。什么是机器人软件开发平台？所谓的“机器人软件开发平台”我们指的是用来给多种机器人设备开发程 序的软件包。它一般包括下列内容：?统一的编程环境?统一的编译执行环境?可重用的组建库?完备的调试/仿真环境?对多种机器人硬件设备的“驱动”程序支持?通用的常用功能控制组件，例如计算机视觉技术、导航技术和机械手臂控 制等。大家可以看到，一个机器人软件开发平台需要包含很多东西。就我本人的观点， 现在还没有一个现有的产品能满足所有的要求。 它们总是或多或少的缺了什么东 西。机器人软件平台平台名称所属类型
2、Evoluti onRoboticsERS P平台商用MicrosoftRoboticsStudio平台非商业用途免费OROCOS控件库开源且免费Skillige nt机器学 习插件商用URBI平台1商用Webots仿真环 境商用PI aver, Stage, Gazebo平台开源且免费iRobot AWArE 平台1商用Open JAUS平台开源CLARAty平台开源为什么要使用机器人软件开发平台?机器人控制软件的花费在整个机器人应用系统预算中占据了很大比例。比如,个自动控制项目的80泣作量都集中在系统集成方面，包括软件的发开和定制。 所以机器人开发平台的作用就是减少软件工程师的工作量，同时
3、减少项目开支。除了软件工程的问题外，在一个真正的机器人项目中还要涉及大量的人工智能。 一个集成了许多现成的、可靠的组件库的统一软件开发平台，在应付各种机器人 工程时能帮上大忙。最后的问题是“行为协作”。许多文献中都有对行为协作的讨论。 正因为这是 个普遍存在的问题，所以一些平台提供了统一的解决方案。应用功能测评&n bs p;Evoluti onMicrosoft OROCOS；Skillige nt URBIWebotsPI ayer, i Stage,Gazebo开源否否是否否否是免费否非商业用途是否否否是支持Win dows是是否是是是是（仿真）支持Lin ux是否是是是是是分布
4、式环境否是否是是 是（有限的）行为协 作是是否是是否否内置机 械手臂 控制模 块否否是是否否否内置物 体识别 模块是否否是否否否内置导 航模块是否否是否否否学习工 具否否否是否否否仿真环境否是否否是(Webo ts)是是硬件支 持范围小大中中大大中可重用 自定义 组件是是是Not app Icbl是否否实时系 统否否是否否否否Evolution Robotics's ERS P简称ERSPEvolution Robotics是一个集设计和销售机器人软硬件的开发平台，整个软件非常成熟。它集成了视觉识别系统（VIRP）和视觉导航绘图系统（VSLAM。 它所用的视觉系统是基
5、于 David Lowe开发的算法（已注册专利）。平台提供了可视化的编程环境工具，通过搭建图标来构建程序。Hahohwr h*LMIK>vWlU9 疋 MHIIlk wdI*7 .All剧 ionatJamarE spHf li lugnicrml-hiBrcMKiTHK IHu c-DinuiAiJ*-匸ILiJMh = F他才苗 E3nift tiftiliraat 口區母叫 I iliy>*.drs<hJmH Un dni$waHrirt紐二、g雋 RKOOMH *#fflUSmt-Wf oqBl旳IdCS ' r SutdHEtlD jI-.仃 klltllf
6、iK jjinpuirJrtw 4/1Jgtyt 暮上如 h"Drrtir-jllje . bJrcizNc-m-nic口 PTDErhr nw1 F 占 y rian/idJnroooartnHr flA刊Bkirla 1歯亦RSbQ七強翅JU箜前罰富云W可视化编程界面系统通过运行时的“任务”程序来激活或停止“行为”组件。系统不支持仿真。 它在 Windows和Linux下运行.Microsoft Robotics StudioMicrosoft微 软最近成立了专门的团队开发机器人软件平台，产品叫做Robotics Studio ( MSRS。它能在 Windows和 Window
7、sCE下运行。分布运行的 开发环境承担了大部分的信息传递和线程管理任务。它的行为协作基于“服务优 先级”的概念。它提供了完备的仿真和图形化开发环境。«! Zo4ciT屮內.hMmuin iiLjl F"nMni血出 Lnguipc* f*c Um 血»n 上up二 Mi *'ij±n tr-iCcnX_D也卜眄*'* 诂mE/2 3 占bN二-匸IF bntt百 E«rcijrJitrenc-aCr!« * lUrdEKdlirii X氈 Dj*Kfc:J i_ JD 峥 I 问r I £_-；onnSiir
8、K；4ina ArneiirF后aGft Arui OmvIbbI 勿tn "FkrwHE 手刑MA B=<3cE Sflnnq Ufr CuTjiy DFnlLr iDrMbExhCiBla Q rML" IkAbgi 卩It OFf=rtt*C*-hI»可视化编程界面w>- H i ?-二谖至言4(亠,- =''='-r = _, -L _ -=-二r- =1h- = -I4ir全疔2.-= . J 仿真环境MSRS （不知道在在 微软大旗的感召下，越来越多的机器人设备厂商宣布支持 这个领域会不会出现 WINDOWS局面？不
10、和计算。应用的领域有机器人、人体工程、计算机 动画、工业机械建模等。该系统没有统一的图形化编程环境或者仿真环境。Skillige nt从严格意义上说，Skillige nt 不属于机器人软件开发平台。因为它提供的是一 种对机器人编程的仿真训练，而不是真正意义上编写实际运行在机器人上面的程 序。Skillige nt 的机器人行为控制系统是基于“ devel opmen tal robotics ”- 种新型的对多用途的、非特定任务控制的自治机器人系统进行学习人工智能系 统。Skillige nt让一个常规的机器人变成一个能与终端用户交流并能被训练的友好的机器人。系统控制软件的良好的交互性能让用
11、户与机器人之间的交流和协作更 自然。用户可以通过手势、声音、控制操作和“共同注意(joint attention ) ”。用户在训练机器人CortJOil 钾em I Sw sorsAnijBlonsifiterac itn iTi tough otJjKtSbotgl戏骂芒bn _boclal. inLcratbarJLjqIrinboJ|co(aipuerwsiofi| Autto | SKWlsininng |Rotwflt ptanxmSkillige nt行为控制系统 系统的关键技术是一系列将实际应用情况中的任务或者技能转换成普适模型的 算法。系统针对物体识别、声音
15、甲h-耳fR盂 .IIIghh -rp L m LELU -4 trZ=i卜 =t'-Webots快速建模和仿真环境Player, Stage, GazeboPlayer,是一个支持多种机器人硬件平台、 开源的、基于TCP/IP的技术硬件抽象 层。Stage和Gazebo提供的是内建的仿真环境。这个系统适合用于机器人集群 冲突/协作的研究。II trbi ucin 5屮 I: c鼻iIj»l1l4tIL3 WPPlayer, Stage, Gazebo1帼 ” LWIIJM 1亏迓刑ST?1tn鬥n Q甘I吉 NMURQPlayer还能提供一个在机器人上运行的简易界面用来通过
16、IP网络读取传感器数据、向激励器发送命令和配置运行中的设备。其他平台还有其他的平台例如iRobot AWARE, Open JAUS, CLARAty, YAR P作者还没有机 会深入学习。下列是一些相关的信息：? iRobot AWAR是一个由iRobot公司出品的软件平台。他们的平台专用于 美国军方的军用机器人。根据 RodneyBrooks的说法，该公司利用一些开 源代码来改进自己的产品。从现有的资料来看，我们还不能确定AWARE是否采用了 Rod ney Brooks行为协作和控制包容体系结构(subsum ption architecture for behavior coordi
17、nati on and con trol)? OpenJAUSI一个开源的无人职守系统。Vecna公司似乎在改进OpenJAUS 系统并将之用于他们的BEAR机器人。? CLARAty是 一个由美国宇航局开发并开源发布的项目。不过它不是完全免费的，这个软件好象是提供了一些有趣的算法，比如视觉导航、姿态控制和可视化的轮子下陷预测等。市场展望对于机器人平台开发公司来说，最美妙的事情莫过于将来大批量出产的机器人上 都预装自己的系统，正象 WINDOW预装在PC上面那样。当然目前为止，我们还 看不到有这种可能。在这个梦想成为现实之前，教育和科研机构还是最主要的客 户。微软的介入让其他的公司倍感压力。微
18、软凭借自身实力将具有竞争力的产品免费 的投放市场，这将有可能使当前的教育科研市场受到冲击。目前，教育科研和业余爱好者的市场看上去已经趋于饱和， 而且这个市场本身的容量就不大。各公司必须找到进军工业机器人和商用机器人领域的切入口。在 工业机器人领域，大部分的机器人器材制造商在产品中附带自己开发的平台（例如ABB。他们也许更愿意使用自己的软件而不是使用第三方的产品。对于 这种情况OMGb组正在发起一场建立一系列标准的活动，以试图打破这种卖方 垄断的局面。 尽管目前收效甚微， 但是我们希望他们能建立行之有效的中长期标 准。另一方 面，在欧洲同样也有志同道合的人在独立的做这方面的努力（ European Robotics
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