Diplomarbeit - Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

Diplomarbeit: Modulares System Testen der Steuerungsskripte im Simulator
7. Testen der Steuerungsskripte im Simulator
Wenn eine Robotersteuerung entwickelt wird, ist es oft schwierig, alle Abläufe exakt zu bedenken und
alle Fehlerquellen von Anfang an auszuschließen. Viele Tests am echten Objekt sind nötig, um die
Algorithmen und Verfahren zu testen und zu optimieren. Dies ist natürlich immer mit der Gefahr
verbunden, dass ein Test fehlschlägt und wertvolle Technik beschädigt wird. Außerdem sind
umfangreiche Testserien, die immer wieder die gleiche Ausgangssituation benötigen (wie dies zum
Beispiel bei der Entwicklung genetischer Algorithmen oder neuronaler Netze der Fall ist), sehr
aufwendig und oft schon dadurch verfälscht, dass der Mensch nie exakt die gleiche Ausgangssituation
herstellen kann.
Diese Probleme lassen sich reduzieren, wenn die Tests mit einem Simulator ausgeführt werden
können. Zum einen entfallen die aufwendigen Testvorbereitungen (Umgebung bauen, Roboter
technisch vorbereiten und programmieren usw.) und zum anderen ist es möglich, exakt die gleiche
Umgebung immer und immer wieder als Ausgangssituation zu nutzen.
Die Arbeit, um einen solchen Simulator zu entwickeln, ist enorm. Zusätzlich zu den Erfordernissen, die
die Programmierbarkeit des zu simulierenden Roboters mit sich bringt, kommen noch einige weitere.
So muss der Simulator in der Lage sein, eine mögliche Umgebung realitätstreu nachzuahmen. Er
sollte einfach zu bedienen sein und dynamische Anpassungen ermöglichen.
7.1. Vergleich verschiedener Simulatoren
In diesem Abschnitt werden verschiedene Simulatoren auf ihre Tauglichkeit untersucht, das verteilte
Netzwerk von Sensoren und Aktoren in einer realen Umgebung zu simulieren.
7.1.1. LLWin
Die Firma fischertechnik aus Deutschland liefert zu ihrem Roboterbaukasten eine
Entwicklungsumgebung mit. Diese ermöglicht das einfache Verbinden von Funktionsbausteinen. Es
wird nicht wie zum Beispiel im MS Visual C++ textbasiert programmiert, sondern vielmehr ein
Programm mit Mausklicks zusammengestellt. Der Vorteil dieser Entwicklungsumgebung im Vergleich
zur funktionsmäßig sehr ähnlichen der dänischen Firma LEGO ist, dass sie über einen
Simulationsmodus verfügt. Dieser ermöglicht es den Entwicklern, ihre Programme zu testen, ohne das
reale Modell aufbauen zu müssen. Die Software hat einen hohen Abstraktionsgrad und erfordert
einiges an Vorstellungsvermögen, um den programmierten Roboter mit den Aktionen in Verbindung
zu bringen. Leider ermöglicht LLWin keine freie Programmierung mit einer eigenen Sprache, so dass
das Programm als Simulator für das verteilte Netzwerk nicht geeignet ist. [fisch]
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