My presentation on 12/8, 2012, at OMG Robotics Meeting

1. SysMLを使ったRTCベースの
ロボットアプリケーション開発 :
事例ケースタディとデモ
平鍋健児(Change Vision, Inc)
安藤慶昭(産総研)

2. Agenda
• 導入
• 背景と目的
• 例題
• 分析と設計（デモ）
• 結論
• 将来へのアイディア

3. 自己紹介
• 平鍋健児, 株式会社チェンジビジョン
• Astah(UMLエディタ)の開発
• Astah/SysML
– 現在開発中（プロトタイプ）
– 「使いやすさ」と「Web共有」に焦点
• RTC plug-in
– Astah/SysML のプラグイン。RTC仕様の
RTC.xml を生成。OpenRTMへ。

4. プロジェクトメンバー
Honda R&D Team
平鍋健児
安藤慶昭
関谷 眞
岩永寿来
Geoffrey Biggs
鳥井 豊隆
岡村敏弘
原功
1 SysML to RTC 2 OpenRTM to Honda RTM

5. 背景と目的
• 簡単な例題を使って、SysMLがコンポーネント
ベース(RTC)のロボットアプリケーションの有
効性を評価する。
1 SysML to RTC
• １つの共通モデルが、複数のRTM実装で動作
することを実証実験。
– OpenRTM-aist
– Honda R&D RTM
2 OpenRTM to Honda RTM

6. 問題記述
自律ロボットを遠隔操作し、２つ
の動き (Spiral と Back-and-
Forth) をさせる。Operatorは自律 Controller PC Operator
モードとデモモード切り替えること kinect
ができる。
ハードウェアアーキテクチャはあ
らかじめ決まっている。PCを乗せ Wi-Fi
たRoombaを、Wi-Fi通信で、
Kinectを使ってモードスイッチする。Receiver PC
Roomba

7. System architecture
Kinect
Kinect SDK
OpenRTM Runtime Honda R&D RTM Runtime
Kinect input RTC (OpenRTM-aist) Controller RTC (Honda R&D RTM)
Controller PC
Receiver PC for OpenRTM Receiver PC for Honda R&D RTM
OpenRTM Runtime Honda R&D RTM Runtime
Robot RTC (OpenRTM-aist) Robot RTC (Honda R&D RTM)
libRoomba libRoomba
Roomba SCI (Serial Control Interface) Roomba SCI (Serial Control Interface)
Roomba Roomba
RTC connector Software I/F Serial Bus (USB/RS232C)

8. OMG RTC Family
Name Vendor Feature
OpenRTM-aist AIST C++, Python, Java
OpenRTM.NET SEC .NET(C#,VB,C++/CLI, F#, etc..)
miniRTC, microRTC SEC RTC implementation for CAN・ZigBee based
systems
Dependable RTM SEC/AIST Functional safety standard (IEC61508) capable
RTM implementation
RTC CANOpen SIT, CiA Standard for RTC mapping to CANOpen by CiA
(Can in automation) and implementation by SIT
PALRO Fuji Soft C++ PSM implementation for small humanoid robot
OPRoS ETRI Developed by Korean national project
GostaiRTC GOSTAI, THALES C++ PSM implementation on URBI
Honda R&D RTM Honda R&D C++, Python. FSM Component.
8

9. Process overview
Implementation
astah SysML
OpenRTM-aist RTC source
SysML
SysML SysML
SysML codes
Requirements
requirements
Components
← Component
RTCBuilder (Skelton )
(Block)
(block)
↑ SysML
RTCs
Component
SysML SysML (block)
SysML
Use cases FSM
STMs
Use cases
RTSystemEditor Executable RTC
SysML
SysML Restore connectors
Context
requirements
(Block)
RTC Plugin Honda R&D RTM RTC source
codes
astah RTM (Skelton )
Component
spec. SysML
RTCFSM
FSMs RTCs
Component
RTC.xml (block)
RTS.xml
Executable RTC
Analysis Design Implementation
1 SysML to RTC 2 OpenRTM to Honda RTM

10. 分析と設計
(Astahモデル)

11. Overview

12. req [コア要求(問題文)]

13. req [派生要求]

14. req [Robotへの要求]

15. req [Controllerへ要求]

16. uc [デモユースケース]

17. bdd [コンテキスト図]

18. bdd [システム概要]

19. ibd [デモシステム]

20. ibd [robot物理構造]

21. ibd [controller物理構造]

22. stm [controller状態遷移]

23. 結論
• SysML の“Block”が、RT-Componentにうまくマッ
ピングする。
• <<Satisfy>> 関係を「要求」と「コンポーネント」の
間に引くことで、コンポーネントの実装意図を理
論的に表現できた。
• 使い勝手のよいツール(Astah/SysML)がモデリン
グの有効性を加速する。
• 地理的に分散したチームが、Web-baseのツール
(Astah/share)でモデル共有し、コミュニケーショ
ン、レビューできた。

24. 将来へのアイディア
• リアルタイム性(時間概念)をモデル
に表現する。
• Safety Case/D-Case の安全性論証モ
デルを、SysMLのモデルと融合させ
る。
• トレーサビリティ、インパクト分析を
要求とコンポーネントの間（双方向）
でツールに実装する。

25. Thank You !
Honda R&D Team
Kenji Hiranabe
Noriaki Ando
Makoto Sekiya
Toshiki Iwanaga
Geoffrey Biggs
Toyotaka Torii
Toshihiro Okamura
Isao Hara