Desarrollo de una herramienta gráfica de exploración de robots con ROS

Abstract

ROS, un middleware para robots, ofrece gran variedad de herramientas para su utilización. Sin embargo, carece de una importante herramienta: Algo que permita visualizar de forma dinámica sus componentes, y poder así entender sistemas complejos de mejor forma. Esta memoria consistió en desarrollar una herramienta, que es capaz de visualizar, mediante un grafo, un sistema completo creado en ROS, pudiendo ver cuáles son sus distintos componentes y cómo interactúan. Además, la herramienta incluye la opción de visualizar tres tipos de mensajes comunes presentes en ROS. El trabajo se realizó en el lenguaje de programación Smalltalk, y usando el ambiente de desarrollo Pharo. Para las visualizaciones se utilizó el motor de visualizaciones Roassal, basado en Pharo. El trabajo se dividió en cuatro grandes etapas. La primera etapa consistió en un trabajo de investigación, haciendo una revisión de las herramienta a usar en el desarrollo, junto a un análisis de los mensajes comunes de ROS y como se representaban. Esto sería usado en la segunda etapa. La segunda etapa consistió en el desarrollo de una API, que permitiera comunicación entre Pharo y ROS. Para ello se hizo uso de las herramientas de consola presentes en ROS. Junto a la API, se desarrollaron una serie de tests, a modo de robustecer la API frente a posibles cambios en ROS. La tercera etapa consistió en la creación del grafo general de ROS. Este grafo nos muestra el sistema completo creado en ROS, indicándonos también de qué forma interactúan los componentes entre ellos. En esta etapa, la comunicación con ROS se hace exclusivamente a través de la API implementada en la segunda etapa. La cuarta y última etapa consistió en la creación de las visualizaciones para tres mensajes comunes de ROS. Estas visualizaciones son dinámicas, es decir, cambian en tiempo real cuando los mensajes cambian. El presente trabajo presenta primero el estudio previo, explicando las herramientas, lenguajes y funcionalidades que se usarán en el desarrollo. Esta sección también incluye información de herramientas similares existentes, y explica las falencias de éstas y la justificación de la creación de una nueva herramienta. La segunda parte de este trabajo contiene el desarrollo de la herramienta, comenzando por la API, para luego seguir con el grafo general y las visualizaciones. A modo de conclusión, la herramienta creada presenta una manera eficaz y usable de explorar robots creados con ROS, y fue creada de manera modular y extensible, generando algunas visualizaciones de ejemplo. Puede servir como base para un trabajo futuro, que genere más visualizaciones así como también incluya un sistema de inserción de mensajes.