工業(yè)機器人語言編程

編者按

曾經(jīng)有很多小伙伴一直問，工業(yè)機器人編程用的是什么語言?。啃【庍@次就給大家總結(jié)一下工業(yè)機器人常用的幾種編程語言。

1. 硬件描述語言（HDLs）

硬件描述語言一般是用來描述電氣的編程方式。這些語言對于一些機器人專家來說是相當熟悉的，因為他們習(xí)慣FPGAs編程。FPGAs能讓你開發(fā)電子硬件而無需實際生產(chǎn)出一塊硅芯片，對于一些開發(fā)來說，這是更快更簡易的選擇。如果你沒有開發(fā)電子原型產(chǎn)品，你也許永遠不會用HDLs。即便如此，還是有必要了解一下這種編程語言，因為它們和其它編程語言差別很大。一個重點：HDLs所有的操作是并發(fā)的，而不是基于處理器的編程語言的順序操作。

2. Assembly

Assembly讓你能在0和1數(shù)位上進行編程。這基本上是最底層的編程語言。隨著Arduino和其它如微控制器的崛起，現(xiàn)在你可以使用C/C++在底層方便地編程了。這意味著Assembly對于大多數(shù)機器人專家來說也許會變得更不必要了。

3. MATLAB

MATLAB以及和它相關(guān)的開源資源，比如Octave，一些機器人工程師特別喜歡，它被用來分析數(shù)據(jù)和開發(fā)控制系統(tǒng)。有一些專家僅僅使用MATLAB就能開發(fā)出整個機器人系統(tǒng)。如果你想要分析數(shù)據(jù)，產(chǎn)生高級圖像或是開發(fā)控制系統(tǒng)，你也許會想學(xué)習(xí) MATLAB。

4. C#/.NET

C#是微軟提供的專用編程語言。把C#/.NET放在這里，主要是因為微軟機器人開發(fā)員工作包（Microsoft RoboTIcs Developer Studio），這個包的主要開發(fā)語言是C#。如果你準備用這個系統(tǒng)，那么很可能必須要用C#。

5. Java

Java對程序員隱藏了底層存儲功能，這讓它比起一些語言（如C語言）來說，編寫要容易些，但理解底層代碼的運行邏輯也更不易。如果你有計算機科學(xué)背景并轉(zhuǎn)到機器人學(xué)（很多人是這樣的，特別是在研究領(lǐng)域），你也許已經(jīng)學(xué)過Java。像C#和MATLAB，Java是一種解釋性語言，這意味著它不會被編譯成機器代碼。相反，Java虛擬機在運行時解釋指令。使用Java，理論上讓你可以在不同的機器上運行相同的代碼，這得感謝Java虛擬機。在實踐中，這并不總是可行的，有時會導(dǎo)致代碼運行緩慢。但是Java在一部分機器人學(xué)中非常流行，因此你也許需要它。

6. Python

近年來，學(xué)習(xí)Python的人有一個巨大的回潮，特別是在機器人領(lǐng)域。其中一個原因可能是Python和C++是ROS中兩種主要的編程語言。與Java不同，Python的重點是易用性。Python不需要很多時間來做常規(guī)的事情，如定義和強制轉(zhuǎn)換變量類型。這些在編程里面本是很平常的事。另外，Python還有大量的免費庫，這意味著當你需要實現(xiàn)一些基本的功能時不必“重新發(fā)明輪子”。而且因為Python允許與C/C++代碼進行簡單的綁定，這就意味著代碼繁重部分的性能可以植入這些語言，從而避免性能損失。隨著越來越多的電子產(chǎn)品開始支持“開箱即用”Python（與 RaspberryPi一道），我們可能會在機器人中看到更多Python。（The Raspberry Pi FoundaTIon：英國一個小型的慈善組織，成立的宗旨在于推廣科技，而非以銷售技術(shù)來營利。）

7. C/C++

最后我們到了排名第一的機器人編程語言！許多人認為C和C++對新入行的機器人學(xué)家是一個很好的起點。為什么？因為很多硬件庫都使用這兩種語言。這兩種語言允許與低級別的硬件進行交互，允許實時性能，是非常成熟的編程語言?，F(xiàn)如今，你可能會使用C++比C多，因為前者具有更多的功能。C++基本上是C的一種延伸。首先學(xué)一點C會很有用，特別是當你發(fā)現(xiàn)一個硬件庫是用C編寫的。C/C++并不是像Python或MATLAB那樣簡單易用。用C來實現(xiàn)相同的功能會需要大量時間，也需要更多行代碼。但是，由于機器人非常依賴實時性能，C和C++是最接近我們機器人專家“標準語言”的編程語言。