いま、なぜ、モデル駆動開発なのか

SWEST15
いま、なぜ、モデル駆動開発なのか
(株)富士通コンピュータテクノロジーズ
組込みシステム技術統括部アーキテクチャ部
江口亨
Copyright© 2013 FUJITSU COMPUTER TECHNOLOGIES LIMITED
自己紹介
 江口亨（えぐち
http://youtu.be/
cSb7xCaQFO8
とおる）
 http://www.facebook.com/toru.eguchi.7
 twitter @eguchitoru
 最近の趣味はクワッドコプター
 ㈱富士通コンピュータテクノロジーズ
 組込みシステム技術統括部アーキテクチャ部
 R&D、開発支援、ツール開発
 モデル駆動開発ツール「BricRobo」2012年末リリース
 ETロボコン2013 開発支援スポンサー
 Facebookページ：https://www.facebook.com/FujitsuBricRobo
 BricRobo User Community：
https://www.facebook.com/groups/BricRoboUserCommunity/
2
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モデルXXXの種類と知名度
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扱う対象の抽象度よる定義
実装しない？
半自動
＋ハンドコード
(ほぼ)
コード生成自動
MBSE
人
社会
サブシステム
メカ
エレキ
ソフトウェア
エレキ
ソフトウェア
モデルベース
システムズ
エンジニアリング
MDD
モデル駆動開発
MBD
モデルベース開発
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扱う対象の粒度の範囲
MBSE
上流
モデルベース
システムズ
エンジニアリング
MDD
モデル駆動開発
MBD
モデルベース開発
下流
5
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単語の知名度
Google
UML
MBD
Simulink
IBM Rhapsody
モデルベース
オブジェクト指向
Amazon
SysML
MBSE
モデルベース開発
UML
モデル駆動開発
MBD
1
100
10,000
1,000,000
100,000,000 Simulink
件数
Googleで単語を検索したときのヒット件数
IBM Rhapsody
モデルベース
オブジェクト指向
SysML
MBSE
モデルベース開発
モデル駆動開発
1
10
100
1000
10000
件数
Amazonで単語を検索したときのヒット件数
2013年7月現在
6
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モデルの流行り廃り
C++、Java
実装言語との相性
スクリプト型言語
関数型言語
UML
オブジェクト指向
SysML
システム of システムズ
Simulink
￥
7
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モデル駆動開発の良さ
8
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従来はドキュメント駆動開発
生産物
要件定義書
コピペ
基本設計書
コピペ
参照
参照
詳細設計書
？
ソースコード
9
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モデル駆動開発はモデルが原本
マスター
モデル
変換
ソースコード
10
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トレーサビリティ的な観点で見る
要求１
要求２
テストケース
<<verify>>
<<refine>>
Ac t iv it y 1
Us e C a s e 1
allocate
Ac t or1
<<satisfy>>
C la s s 1
C la s s 2
o1 :C la s s 1
C la s s 3
o2 :C la s s 2
o3 :C la s s 3
<<instanceOf>>
<<instanceOf>>
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階層的な観点で見る
Sy s t em1
Sy s t em2
全体を俯瞰
System of Systems レベル
Sy s t em3
System レベル
SubSy s t em21
SubSy s t em22
HW1
SW1
Element レベル
SW2
Component レベル
興味のあるところをクローズアップ
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C la s s 1
C la s s 2
C la s s 3
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トレースできるモデル変換が大事
簡素な
モデル
時
間
の
流
れ
詳細な
モデル +
PIM
モデル
参照
PSM
モデル
ある視点の
モデル
最初のモデルの
形がわからなくなる
意図が伝わらない
ベースの
モデル
参照
参照
別の視点の
モデル
仕向の
モデル
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⊿
元のモデルを
参照しながら、
派生モデルを
開発できることが
重要
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モデル駆動開発の導入障壁
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開発手法を切り替えるには
問題
対内的
上司説得
メンバ理解
教育
対外的
工程区分
工程管理
テスト方法
版数管理
計測方法
ドキュメント体系・形式
品質
生産物
水平展開
従来手法
との対比
新手法導入過程
再検討
引き返し限界点
新開発手法
新開発手法
従来開発手法
新手法がうまくいかないとき、
従来に切り替えて間に合う限
界点の設定が重要
《うまくやるためのコツ》
少人数、小規模、顧客との合意、部分適用
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過去に実践したアジャイル？
要望
信頼関係
上位顧客
価値
開発リーダー
顧客
要件リスト
要件
要件
１回分→
要件
要件
要件
開発チーム
２週間～１ヶ月
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モデリングの手順
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システムのモデリングの手順例１
ユースケースを挙げる
システムとアクターのやり取り
システム
Actor1
Us e C a s e1
Act or1
システムの
アクティビティを抽出
サブシステムに
アクティビティを割り当て
開始
どうやってサブシステムを発見するか？
Act iv it y 1
サブシステム1
サブシステム2
サブシステム3
開始
Ac t iv it y 1
Act iv it y 2
Ac t iv it y 2
Act iv it y 3
終了
Ac t iv it y 3
終了
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システムのモデリングの手順例２
ユースケースを挙げる
個々のUCの振る舞い
開始
操作
開始
Ac t iv it y 1
Act or1
Us e C a s e1
St a t e1
イベント
Ac t iv it y 2
St a t e1
Requirement1
St a t e1
ユースケース記述
終了
アクターとシステムのやり取り
抽象的単語
固有名詞１
固有名詞２
Actor1
単語１
単語２
単語３
操作()
要求・UC記述から
単語を抽出整理
操作()
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サブシステムのモデリング
C la s s 1
+
操作() :void
Object1 :Class1
Actor1
操作()
操作
Ob ject 1
Act or1
1. オブジェクトに対するクラスを定義
2. オブジェクトに対する操作をクラスに追加
3. シーケンス上の操作をクラスの操作に置き換え
4. クラスをシステムと捉え直し
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モデル駆動開発の事例
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ETロボコンアーキテクト部門競技規約
やはり、取っ掛かりはマインドマップ
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ETロボコンアーキテクト部門競技規約
凡例
優秀な上位N位までを表彰
実行委員会から提供、競技者利用可能
競技者が競技フィールド
に持ち込むことができる
AC 電源
利用する
競技者が持ち込める
0..*
優秀な参加者
E T ロボコン 2013　アーキテクト部門
+設置
1
N
1
システム
1
参加者
操作台
1
利用する
*
0..*
競技者
走行体
1
0..1
コース
得点:=a.得点+b.得点
審査
+
<<不変条件>>
{xor}
ベーシック・ステージ
スタートする
走行する
得点
坂道
競技会場で当日に実施
第 1中間ゲート
1
第 2中間ゲート
競技会前に事前に実施
第 3中間ゲート
+a
第 4中間ゲート
通信する
通過する
1
+b
設置する、
操作する、
撤収する
0..1
E T ロボコン 2013アーキテクト
部門競技規約
競技審査
競技方法
+
企画審査
得点
+
+
+a
+b
競技の魅力審査
+
+
審査する
得点
満点 = 200点
得点
満点 = 100点
審査する
企画書と当日のパフォーマンスの
一致性評価
+
+
審査する
審査方法
E T ロボコン 2013アーキテクト
部門審査規約
動作する
パフォーマンス・ステージ
1
ガジェット
動作する
0..1
競技者
1
審査方法
<<不変条件>>
{動作範囲の厳密さを問わない}
審査方法
マイク
得点
満点 = 100点
プレゼンする
0..1
審査する
1
プレゼンテーションビデオ
ビデオプロジェクター
表示する
審査する
1
審査する
1
審査する
1
審判する
1
1
一般審査員
1
実行委員会審査員
特別審査員
実行委員会審査員
表示する
上映する
特別審査員
審判
計測システム
操作する
1
計測係
一般審査員
審査を投票する
1
審査員
審査員
モデルを作ってから文章をおこすと
言葉を共通にでき、矛盾がない規約を作りやすい
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後付モデルの残念な派生開発
プロジェクター
1
ゲームパッド
1
USBハブ
USB延長ケーブル
1 1
1..2 1
1
1
1
計測システム
1 1
計測係
審判
コース
:プロジェクター
:計測システム
主審 :審判
<<PPTファイル>>
対戦カードデザイン
<<WAVEファイル>>
効果音
再生
<<XMLファイル>>
バックアップファイル
再生
<<WMV、MP4など>>
ビデオファイル
生成
:計測係
副審 :審判
アーキテクト部門コース :コース
再生
計測システム
読み書き
<<EXCELファイル>>
参照
出走表
1
<<EXCELシート>>
チーム一覧
notes
出場チームの一覧で
す。
他地区のチームも含
んでいて構いません。
ゼッケンを付けたチー
ムが対象となります。
1
1
<<EXCELシート>>
対戦カード
notes
デベロッパー部門の対戦表
です。INコースとOUTコース
の対戦チームをゼッケンで
表します。
<<EXCELシート>>
競技結果
notes
デベロッパー部門の
競技結果です。計測
システムが結果を記
録します。
1
<<EXCELシー...
総合結果
notes
モデル審査点を入
力すると、調和平
均で総合順位を計
算します。
1
<<EXCELシート>>
アーキテクト出場順
notes
アーキテクト部門の
出場順番です。ゼッ
ケンで表します。
1
<<EXCELシート>>
アーキテクト部門競技結果
notes
アーキテクト部門の競技結果
です。計測システムが記録し
ます。
デベロッパー部門専用
アーキテクト部門専用
デベロッパー部門・アーキテクト部門共通
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クワッドコプター自律飛行システム
てんとう虫
notes
4枚のローターを持つ小型ヘリコプター。
ラジコンのおもちゃ。
電波によるラジコン。
映像
2.4GHz無線
ステレオカメラ
プロポ筐体
notes
notes
物体を2方向から捉えるカメラ。
視差や直行による3次元空間の
計測をする。
ヘリとセットのラジオコントロール
装置。電波を利用する。人が素敵
っくを操作して、ヘリを操縦する仕
組みであるが、改造して、外部か
ら電圧を掛けて、人の操縦を模擬
する。
画像
制御電圧
Ard u in o
notes
PC
notes
制御値
一般的なパソコン。
25
8ビットマイコン（Atmel)を搭載する
マイコンボード。世界的に有名で
手に入りやすい。
これにDAコンバータを搭載して、
任意の電圧を出来るようにする。
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ハードウェアハッキング
プロポ筐体
基板（左）
基板（右）
基板（中）
上下
(throttle)
フラットケーブル
＋VCC
2chレバー（左）
フラットケーブル
2hレバー（右）
左右
(roll)
前後
(pitch)
回転
(yaw)
電池
USB出力
GND
pin0
pin1
pin2
Ard uino
pin3
GND
5ピンコネクタオス
ユニバーサルシールド
Ch.1
DAC 2ch右
Ch.0
+Vcc
GND
DAC 2ch左
Ch.0
Ch.1
USBコネクタ
スティックを倒すとボリュームが回り、電圧値が変化
ならば、Arduino＋DAコンバータで騙せばPCから制御できる？
26
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SysMLの内部ブロック図（的）な記法
通常、ヘリコプターを人間が操縦する場合
デジタル映像
ヘリコプター
位置計測器
カメラ
image
映像
映像
映像
ヘリコプター3次元位置
image
自動操縦器
position
position
４チャネル操縦
４チャネルコマンド
電波
４チャネルコマンド
プロポ
直流電圧
電圧
Ard uino
４チャネル操縦
電圧
デジタルステック捌き
スティック
映像
CompositionType
スティック捌き
<<TopLevel>>
Pos it ioning Sub Sus t em::
Det ect Bunb unPos it ion
手操縦者
眼
+ DetectBack() :void
+ GetLocation(int*, int*, int*) :int
+ Init() :void
<<RunnableEntity>>
+ RunCaptureBack() :void
+ RunDelImg() :void
+ RunDetectPosition() :void
BricRoboで
モデリング
http://youtu.be/rMf1NsJ97n8
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位置計測の難しさ
http://youtu.be/pZovvBC7NLc
出展: Viola&Jones CVPR2001
http://www.cs.cmu.edu/~efros/courses/LBMV07/Papers/
viola-cvpr-01.pdf
図形でHaar-like検出器
真面目にHaar-like検出器
http://youtu.be/JXIS8SQGL5E
致命的弱点
http://youtu.be/xmpJ9YF7CMw
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Copyright© 2013 FUJITSU COMPUTER TECHNOLOGIES LIMITED
位置計測の難しさ
http://youtu.be/P3IXsHZHwMc
移動に強いHaar-like検出器
http://youtu.be/wh16kqVCTLQ
背景除去
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位置計測器のBricRoboモデル
CompositionType
Det ect Bunb unPos it ion
+ DetectBack() :void
+ GetLocation(int*, int*, int*) :int
+ Init() :void
<<RunnableEntity>>
+ RunCaptureBack() :void
+ RunDelImg() :void
+ RunDetectPosition() :void
C APT URE :
BrC v Vid eoC a p t ure
camNo = 1
notes
カメラから映像をキャ
プチャして、１枚の画
/image
/
image
像を出力する。
BAC K C LONE :
BrC v C lone
BAC K IMG :
BrC v Ima g eBuffer
notes
notes
キャプチャ画像は上
書きされるのでクロ
ーンする。
/original
/clone
OpenCVの機能を部品化
背景画像を溜める。
/in
DE LIMG _DIF F :
BrC v Relea s eIma g e
/out
/image
DE LIMG _G RAY :
BrC v Relea s eIma g e
DE LIMG _BIT :
BrC v Relea s eIma g e
/image
/image
WINDOW :BrC v Wind ow
DIF F :BrC v Ab s Diff
notes
背景画像とキャプチャ画像
を絶対値差を得る。
RG B2G RAY :
BrC v C v t C olorRG B2G RAY
notes
色空間をRGBからグレーに変
換する。
/in1
/out
/in2
/out
/in
G RAY 2BIN :
BrC v T hres hold G RAY 2BIN
notes
threshold = 80
画像をウィンドウに表示する。
notes
POSIT ION :BrC v C a lcXY Z
XY Z 2ST R :BrC v XY Z 2Sring
notes
notes
notes
モーメントからXYZ位置を計
算する。
/image
しきい値で、色空間をグレー
から２値に変換する。
/outBin
/inGray
MOME NT :BrC v Moment
モーメントを求める。
windowName = "LadyBunBun"
XY Z T XT :BrC v Put T ex t
XYZ座標値を文字列に変換す
る。
/text
/image
/moment
/moment
/xyzPosition
/string
/xyz
positionX = 0
positionY = 20
colorB = 0
colorG = 0
colorR = 255
notes
画像に座標テキストを書き
込む。
/outImage
/inImage
G E T LOC :
G et Pos it ion
/xyz
モデルをFacebookに公開予定
BricRobo User Community
https://www.facebook.com/groups/BricRoboUserCommunity/
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ドメイン固有の知識はモデリングできるのか？
一気に上昇しないと飛び立てない
自動航行
PID？
カルマンフィルター？
地表付近の風の跳ね返り
地面
31
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モデル作成の時間的推移
作成
修正
8月14日
8月14日
7月25日
7月25日
7月5日
7月5日
6月15日
6月15日
モデルが修正されている部分
5月26日
5月26日
5月6日
5月6日
4月16日
4月16日
0
100
200
300
400
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Elementの累積個数
32
Copyright© 2013 FUJITSU COMPUTER TECHNOLOGIES LIMITED
33
Copyright 2010 FUJITSU COMPUTER TECHNOLOGIES
Copyright© 2013 FUJITSU COMPUTER TECHNOLOGIES LIMITED

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