ROS 기본용어: 그래프 레벨

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Node

Master

Messages

Parameter Server

Topics

Services

Actionlib

Bag

Node

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👉🏼 Processes that perform computation

• 뭔가 동작을 하기 위한 프로세스

• 실행파일을 실행하면 생성되는 인스턴스라고 생각하는 것이 편함

• 다른 노드와 topic, service, action 등을 통해 통신할 수 있고, Parameter Server에 데이터를 저장하거나 읽어올 수 있음

• 다양한 프로그램 언어를 이용해 개발 가능:
  • 지원언어: C++, Python
  • 3rd Party 지원언어: Lisp, Java, Lua 등등

• 모듈형 설계
  • 각각 컴파일 가능
  • 각각 실행가능
  • 개별 관리 가능

추가설명

요약

Master

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👉🏼 Provides name registration and lookup to the rest of the Computation Graph

• 노드 관리

• 노드간의 중재 기능 (Naming and registration services)

• 마스터가 없다면 노드는 무용지물 (어떤 노드가 있는지, 데이터 교환, 서비스 콜 등 전혀 안됨)

• 실행중엔 반드시 하나의 마스터가 실행되어 있어야야 함 (멀티마스터 기능도 있지만, 지금은 생각하지 않는걸로)

• 마스터의 위치는 ROS_MASTER_URI 환경변수 사용

• roscore는 마스터, 파라미터 서버, 로그 기능을 통합해 놓은 command tool

Messages

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👉🏼 Simply a data structure, comprising typed fields

• Topic, Service, Action 등에서 사용하기 위한 데이터 타입

• 여러가지 Primitive types을 포함할 수 있고, Arrays of primitives도 가능. 물론 상수(Constants)도 가능

• 로봇 관련 메시지들이 이미 많이 만들어져 사용 가능 (표준처럼)

• 굳이 새로운 메시지를 만들기보단, 만들어져 있는 메시지를 활용하자. 어쩔수 없는 경우에만 만들어서 사용

• 통상적으로 패키지의 이름이 _msgs로 끝나는 것들은 메시지를 모아놓은 것

std_msgs에 있는 메시지의 리스트

Parameter Server

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👉🏼 It allows data to be stored by key in a central location

• 마스터를 통해 각종 데이터를 읽거나 쓸 수 있는 중앙 집중형 저장 공간

• 노드들이 해당 API를 이용해 읽거나 쓸 수 있음

• 데이터 타입: integers, floats, boolean, dictionaries, and lists

• 파일 형태로 쓰는 경우 YAML markup language for syntax를 사용

background_b: 255
background_g: 86
background_r: 150
roslaunch:
uris: {'aqy:51932': 'http://aqy:51932/'}
run_id: e07ea71e-98df-11de-8875-001b21201aa8

Topics

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👉🏼 A name that is used to identify the content of the message, publisher and subscriber

• 노드와 노드간의 단방향 통신을 할 때, 메시지를 담고 있는 제목으로 생각하면 편함 (A name that is used to identify the content of the message)

• 노드는 토픽을 publish(발행)하거나 subscribe(구독) 할 수 있음

• 비동기 통신 (Asynchronous transfer), 단방향

• 구성에 따라 N:N 통신 가능

요약

Services

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👉🏼 request / reply interactions

• 노드와 노드간의 통신 방법 중 하나로 Request/Response 형태로 작용

• 동기 통신 (Synchronous), 양방향,

• 블로킹 함수처럼 동작

• 요청 (request)를 보내고 응답 (response)를 받는다.

• 1:1

Actionlib

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👉🏼 Send goal / feedback / result interactions

• 오랜 시간이 걸리는 작업을 해야 할 경우 사용
  • 토픽을 이용하려면 여러 개를 사용해야 하고, 각각 이를 관리하기 위한 코드를 작성해야 함
  • 서비스를 사용하면, 작업이 끝날 때까지 블로킹 상태

• 이럴때 사용하자

• 서버/클라이언트 구조

• 해당 작업의 Goal을 보내놓고, 요청한 클라이언트는 다른 일 할 수 있음. 중간 중간 Feedback 받을 수 있고, 작업이 완료되면 Result가 도착

• 서버와 클라이언트간 통신은 “ROS Action Protocol”을 이용해서, "ROS Action Protocol”은 메시지를 기반으로 동작.

Actionlib High Level Client/Server Interaction

• Intermediate States
  • Pending - The goal has yet to be processed by the action server
  • Active - The goal is currently being processed by the action server
  • Recalling - The goal has not been processed and a cancel request has been received from the action client, but the action server has not confirmed the goal is canceled
  • Preempting - The goal is being processed, and a cancel request has been received from the action client, but the action server has not confirmed the goal is canceled

• Terminal States
  • Rejected - The goal was rejected by the action server without being processed and without a request from the action client to cancel
  • Succeeded - The goal was achieved successfully by the action server
  • Aborted - The goal was terminated by the action server without an external request from the action client to cancel
  • Recalled - The goal was canceled by either another goal, or a cancel request, before the action server began processing the goal
  • Preempted - Processing of the goal was canceled by either another goal, or a cancel request sent to the action server

Bag

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👉🏼 A format for saving and playing back ROS message data

• ROS 메시지를 저장, 처리, 분석, 시각화할 수 있음.

• 다양한 형태로 활용 가능

• 확장자는 .bag

• rosbag, rqt_bag 등의 도구을 이용

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