机器人十大流行编程语言，机器人编程系统以及方法

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DW君

2020-08-05 21:41:59

计算机视觉程序员会给出不同于认知机器人的答案。每个人都不同意什么是“最好的编程语言”，语言首先学习，即使这是最现实的答案，因为它取决于您要开发的应用程序类型以及您正在使用的系统。

机器人十大流行编程语言

世界上有超过1500种编程语言，这是目前机器人技术中十种最流行的编程语言。每种语言对机器人有不同的优势：

10. BASIC / 帕斯卡

BASIC和Pascal，它们是几种工业机器人语言的基础，如下所述。BASIC是为初学者设计的（它代表初学者通用符号指令代码），这使它成为一个非常简单的语言开始。帕斯卡尔旨在鼓励良好的编程习惯小号，并介绍构造，如指针，它一个很好的“敲门砖”，从普通版使一个更复杂的语言。这几天，这两种语言都有点过时，有利于“日常使用”。但是，如果要进行大量的低级编码，或者想要熟悉其他工业机器人语言，可以学习它们。

9.工业机器人语言

几乎每个机器人制造商都开发了自己的专有机器人编程语言。您可以通过学习Pascal熟悉其中的几个。但是，您每次开始使用新的机器人时，仍然需要学习新的语言。

ABB拥有RAPID编程语言。Kuka有KRL（Kuka Robot Language）。Comau使用PDL2，安川使用INFORM和川崎使用AS。然后，Fanuc机器人使用Karel，Stäubli机器人使用VAL3和Universal Robots使用URScript。

近年来，像ROS Industrial这样的编程选项开始为程序员提供更多的标准化选项。但是，如果您是技术人员，则您更有可能使用制造商的语言。

8. LISP

LISP是世界上第二大最古老的编程语言（FORTRAN年龄较大，但只有一年）。它不像这个列表上许多其他编程语言那么广泛使用; 然而，在人工智能编程中仍然非常重要。ROS的一部分是用LISP编写的，尽管你不需要知道使用ROS。

7. 硬件描述语言（HDL）

硬件描述语言基本上是描述电子设备的编程方式。这些语言对于一些机器人专家来说是相当熟悉的，因为它们用于编程现场可编程门阵列（FPGA）。FPGA允许您开发电子硬件，而无需实际生产硅芯片，这使得它们成为更快更容易的一些开发选择。

如果你不是电子原型，你可能永远不会使用HDL。即使如此，重要的是知道它们存在，因为它们与其他编程语言完全不同。一方面，所有操作都是并行执行的，而不是依照基于处理器的语言进行。

6. 装配

大会允许您以“一级和零级”进行编程，这是最低级别（或多或少）的编程，最近大多数低级别的电子设备都需要编程，随着Arduino等的兴起微控制器，您现在可以使用C / C ++轻松地在这个级别进行编程，这意味着大部分机器人可能不那么必要。

5. MATLAB

MATLAB及其开放源码的亲戚，如Octave，是非常受欢迎的一些机器人工程师分析数据和开发控制系统。还有一个非常受欢迎的机器人工具箱用于MATLAB。我知道使用MATLAB开发整个机器人系统的人。如果要分析数据，生成高级图形或实现控制系统，您可能需要学习MATLAB。

4. C＃ / .NET

C＃是Microsoft提供的专有编程语言。我在这里包括C＃/ .NET，主要是因为使用它作为主要语言的Microsoft Robotics Developer Studio。如果你要使用这个系统，你可能要使用C＃。但是，首先学习C / C ++可能是长期发展编码技巧的好选择。

3. Java的

一些计算机科学学位将Java教学作为他们的第一种编程语言。Java从程序员“隐藏”底层的内存功能，这使得它比C更容易编程，但这也意味着你对代码实际做的不太了解。如果您从计算机科学的背景（许多人，特别是在研究中）来到机器人，你可能已经学会了Java。像C＃和MATLAB一样，Java是一种解释语言，这意味着它不会被编译成机器代码。相反，Java虚拟机在运行时解释指令。使用Java的理论是，由于Java虚拟机，您可以在许多不同的机器上使用相同的代码。在实践中，这并不总是奏效，有时会导致代码运行缓慢。然而，Java在机器人的某些部分非常受欢迎，因此你可能需要它。

2. Python的

Python近年来尤其在机器人技术方面出现了巨大的复苏。其中一个原因可能是Python（和C ++）是ROS中发现的两种主要的编程语言。像Java一样，它是一种解释语言。与Java不同，语言的主要重点是易用性。许多人都认为这样做非常好。

Python节省了许多常规的事情，这些事情在编程中花费时间，例如定义和转换变量类型。此外，还有大量免费的图书馆，这意味着当您需要实现一些基本功能时，您不必“重新发明”。并且由于它允许使用C / C ++代码进行简单的绑定，这意味着代码的性能很重的部分可以用这些语言来实现，以避免性能下降。

1. C / C ++

最后，我们达到机器人技术的第一编程语言！许多人都同意C和C ++是新机器人的好起点。为什么？因为很多硬件库都使用这些语言。它们允许与低级硬件进行交互，允许实时性能和非常成熟的编程语言。这些天，您可能会使用C ++多于C，因为该语言具有更多的功能。C ++基本上是C的扩展。首先学习至少一点C可能是有用的，以便您可以在找到以C编写的硬件库时识别它。C / C ++并不像以前那样简单，比如Python或者MATLAB。使用C实现相同的功能可能需要相当长的时间，并且需要更多的代码行。然而，由于机器人非常依赖于实时性能，

机器人的主要特点之一是其通用性，是机器人具有可编程能力是实现这一特点的重要手段。机器人编程必然涉及机器人语言。机器人语言是使用符号来描述机器人动作的方法，它通过对机器人的描述，使机器人按照编程者的意图进行各种操作。

机器人语言的产生和发展是与机器人技术的发展以及计算机编程语言的发展紧密相关的。编程系统的核心问题是操作运动控制问题。

机器人编程系统以及方法

机器人编程是机器人运动和控制问题的结合点，也是机器人系统最关键的问题之一。当前实用的工业机器人常为离线编程或示教，在调试阶段可以通过示教控制盒对编译好的程序一步一步地进行，调试成功后可投入正式运行。

机器人语言操作系统包括3个基本的操作状态：

监控状态

编程状态

执行状态

监控状态：用来进行整个系统的监督控制。

编辑状态：提供操作者编制程序或编辑程序

执行状态：用来执行机器人程序

把机器人源程序转换成机器码，以便机器人控制柜能直接读取和执行，编译后的程序运行速度将大大加快。

根据机器人不同的工作要求，需要不同的编程。编程能力和编程方式有很大的关系，编程方式决定着机器人的适应性和作业能力。随着计算机在工业上的广泛应用，工业机器人的计算机编程变得日益重要。

编程语言也是多种多样的，目前工业机器人的编程方式有以下几种：

顺序控制的编程

在顺序控制的机器中，所有的控制都是由机械或者电气的顺序控制来实现，一般没有程序设计的要求。顺序控制的灵活性小，这是因为所有的工作过程都已编辑好，由机械挡块，或其他确定的办法所控制。大量的自动机都是在顺序控制下操作的，这种方法的主要优点是成本低、易于控制和操作。

示教方式编程

目前，大多数工业机器人都具有采用示教方式来编程的功能。示教方式编程一般可分为手把手示教编程和示教盒示教编程两种方式：

手把手示教编程：主要用于喷漆、弧焊等要求实现连续轨迹控制的工业机器人示教编程中。具体的方法是利用示教手柄引导末端执行器经过所要求的位置，同时由传感器检测出工业机器人个关节处的坐标值，并由控制系统记录、存储下这些数据信息。实际工作中，工业机器人的控制系统会重复再现示教过的轨迹和操作技能。

手把手示教编程也能实现点位控制，与CP控制不同的是它只记录个轨迹程序移动的两端点位置，轨迹的运动速度则按各轨迹程序段应对的功能数据输入。

示教盒示教编程方式是人工利用示教盒上所具有的各种功能的按钮来驱动工业机器人的各关节轴，按作业所需要的顺序单轴运动或多关节协调运动，完成位置和功能的示教编程。示教盒示教一般用于大型机器人或危险条件作业下的机器人示教。

脱机编程或预编程

脱机编程和预编程的含义相同，它是指用机器人程序语言预先用示教的方法编程，脱机编程的优点：

编程可以不使用机器人，可以腾出机器人去做其他工作

可预先优化操作方案和运行周期

以前完成的过程或子程序可结合到代编的程序中去

可以用传感器探测外部信息，从而使机器人做出相应的响应。这种响应使机器人可以在自适应的方式下工作

控制功能中，可以包含现有的计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的信息

可以用预先运行程序来模拟实际运动，从而不会出现危险，以在屏幕上模拟机器人运动来辅助编程

对不同的工作目的，只需替换一部分待定的程序

在非自适应系统中，没有外界环境的反馈，仅有的输入是关节传感器的测量值，从而可以使用简单的程序设计手段。

对机器人的编程要求

能够建立世界模型

能够描述机器人的作业

能够描述机器人的运动

允许用户规定执行流程

有良好的编辑环境

机器人编辑语言的类型

动作级

（AL语言系统、LUNA语言及其特征）

对象级

（AUTOPASS语言及其特征、RAPT语言及其特征）

任务级

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