日記/2004/03/01/卒業研究

卒業研究で作成したプログラムとその関連パッケージのダウンロードリンクを示す。

• 卒業論文
  • 全文：https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/main.pdf
  • サマリ：https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/summary.pdf
• プログラム
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/arv_nogsmtd.tgz
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/arv-gsmtd-mm.tgz
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/webcam-gsmtd-client.tgz
• 関連パッケージ(xawtv)
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-3.74-1.i586.rpm
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-3.74-1.src.rpm
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-misc-3.74-1.i586.rpm
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-radio-3.74-1.i586.rpm
  • https://www.glamenv-septzen.net/medias/bachelor_work/xawtv-webcam-3.74-1.i586.rpm

概要

1. 三菱電機マイクロロボットアーム"MOVEMASTER EX"を、LinuxマシンからRS-232C経由で制御する。
2. USB接続のWebカメラから読み込んだ画像を元に、MOVEMASTERに物体を追跡させる。

やったこと

1. MOVEMASTERとLinuxの通信用ドライバを自作した。RS-232Cクロスケーブルも自作した。
2. Webカメラからの画像はxawtvを使って取得した。xawtvを一部改造して共有メモリに書き込ませた。
3. 共有メモリに書き込まれた画像データを元に、以下の計算を複数プロセスで並行処理させた。
   1. 指定された色の重心位置
   2. 輪郭線とその角度の計算
4. 色の重心位置を追尾するよう、MOVEMASTERにコマンドを送信するようにした。

以下のプログラミング技術を勉強できた。

• Linux用キャラクタデバイスのデバイスドライバ作成
• RPMのパッケージング
• 共有メモリ, セマフォの使い方
• TCP通信によるキャラクタベースの独自プロトコルの作成と、子プロセスfork型サーバプログラム

卒業「研究」というよりは卒業「制作」。

プログラムのコンパイル

※2003/11 - 2004/1 にかけてプログラミングしています。2009年現時点では相当古くなっていますので、おそらくそのままではコンパイル出来ないと思います。 ライブラリやxawtvの改造など、順番も重要です。

対応OSはTurbolinux 8 workstation
対応Linuxカーネルは kernel-2.4.22 以上．2.6は未確認．

1. 最初にmovemasterのキャラクタデバイスドライバをコンパイルする。

arv-gsmtd-mm.tgzの中にmovemasterというディレクトリがあり、その中のmm_driver.cをコンパイルします。

$ gcc -c mm_driver.c -Wall -Wstrict-prototypes -O -pipe

RS232C(Serial)サポートを外したカーネルで使ってください（重要）。

2. 次にGSMTD(共有メモリへのアクセスをTCP越しで行うデーモン)をコンパイルします。
arv-gsmtd-mm.tgzの中にgsmtdというディレクトリがあります。Makefileがありますので、makeコマンドでコンパイルします。

3. libgsmtdclient.so をコンパイルします。
gsmtd/libgsmtdclient ディレクトリの中にMakefileがあります。
コンパイル後は、libgsmtdclient.soを適当にLD_LIBRARY_PATHを通したディレクトリにコピーします。

4. arv本体をコンパイル
arv-gsmtd-mm/arv/Makefileを最初に実行し、arv_common.o を作ります。その後、各サブディレクトリのMakeを実行します。
libgsmtdarv.soを適当にLD_LIBRARY_PATHを通したディレクトリにコピーします。

5. xawtvのコンパイル後のソースツリーを入手。
webcam-gsmtd-client.tgzの中のREADME.euc-jpを参照。

6. システムの実行

1. mm_driverをロード後、mm_serverを実行し、telnetなどで接続します。MOVEMASTERのコマンドをtelnet端末から送信し、MOVEMASTERが動く事を確認します。
2. gsmtdデーモンを起動し、共有メモリを初期化します。これもtelnet経由で簡単に動作確認できます。
3. USBにWebカメラを接続し、xawtv-3.74/console/webcam-gsmtd-client を起動します。
4. arvcellaton, arveffect, arvwindow, arvmonitor, arvviewer, arvmaster の順に起動します。
5. 最後に arvmm を起動すると、重心位置の計算結果に基づいてMOVEMASTERへコマンドが送信されるようになります。

arv-gsmtd-mm/arv/arv.sh を実行すると、2. 以降を自動で処理してくれます。