[논문]OPRoS-ROS간 데이터 교환 및 서비스 호출을 위한 브리지

이기원; 박홍성

doi:10.5302/j.icros.2016.15.0188

OPRoS-ROS간 데이터 교환 및 서비스 호출을 위한 브리지
Bridge for Exchange of Data and Service Invocation Between OPRoS and ROS 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.22 no.2, 2016년, pp.153 - 161

이기원 (강원대학교 전기전자공학부) , 박홍성 (강원대학교 전기전자공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper proposes a bridge model for data exchange and service invocation between OPRoS and ROS platforms, shows the validity of the proposed model via applications, and compares the proposed model with the OPRoS platform and the ROS platform using performance measures such as data exchange time and service response time. The proposed model operates independently of OPRoS and ROS Platforms using its configuration file with mapping information among the OPRoS data/service port and the ROS topic/service. The configuration file makes easy connections between OPRoS data/service and ROS topic/service without changing the source code of the platform and components.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 OPRoS-ROS간 데이터 교환 및 서비스 호출을 위한 브리지 구조를 제안하고 브리지 동작의 유효성을 검증하고 브리지 사용 시 OPRoS와 ROS 플랫폼만을 사용한 경우와 성능을 비교하여 평가하였다. 2개의 PC를 사용한 응용을 통하여 제안한 브리지 구조가 잘 동작함을 보여주었다.

가설 설정

본 논문에서는 TCP만 고려한다. 토픽과 서비스 데이터를 전송하는데 사용되는 MsgBody 포맷은 그림 4에 표시되어 있다.
이 논문에서 제안하는 브리지와 가상 컴포넌트의 장점은 OPRoS 컴포넌트와 ROS 토픽이 프로그램 코드로 고정되지 않는다는 것이다. 그림 7은 OPRoS 컴포넌트에서 가상 컴포넌트 데이터 포트 Al, A2로 데이터가 입력되고 가상컴포넌트는 해당 데이터들을 토픽 Bl, B2로 하여 ROS 노드들로 전송하는 예이다.

제안 방법

본 논문에서는 OPRoS-ROS간 데이터 교환 및 서비스 호출에 대한 브리지 (Bridge) 구조를 제안하고 응용을 통하여 제안한 브리지의 유효성을 검증하고 OPRoS와 ROS 플랫폼만을 사용한 경우와 성능을 비교한다. 제안한 브리지는 기존 방법[11-14]과 다르게 브리지용 구성 파일을 제공하여 OPRoS 플랫폼과 독립적으로 동작하게 함으로써 OPRoS의데이터/서비스 포트와 ROS 노드의 토픽/서비스들을 쉽게 연결할 수 있도록 흐}는 구조를 가지게 하고 SW 플랫폼과 컴포넌트의 코드를 변경하지 않고 사용하도록 한다.
제안한 브리지 모델의 유용성을 보여 주기 위하여 브리지를 활용한 응용을 시험하였다. 이 응용은 로봇이 PC에서 키보드를 통해서 사용자에 의해 눌려진 Key 값을 입력받아 입력된 key 값이 바퀴(W出eel) 제어기를 제어함으로써 스텔라 B1 로봇의 움직임을 제어하고, 로봇이 이동할 시 장애물이 있을 경우 장애물과의 거리 정보를 획득하여 충돌을 회피하고 로봇에 부착된 카메라를 통해 로봇이 보는 영상을 PC 에서 보여준다.
제안한 브리지 방법은 기존의 방법과 다르게 각 플랫폼의 코드를 변경하지 않고 사용할 뿐만 아니라 OpenRTM 등의 다양한 로봇 플랫폼에도 확장가능한 방법이다. 향후 연구 내용으로는 OpenRTM으로 브리지 기능의 확장이 있다.
사용한 경우와 성능을 비교한다. 제안한 브리지는 기존 방법[11-14]과 다르게 브리지용 구성 파일을 제공하여 OPRoS 플랫폼과 독립적으로 동작하게 함으로써 OPRoS의데이터/서비스 포트와 ROS 노드의 토픽/서비스들을 쉽게 연결할 수 있도록 흐}는 구조를 가지게 하고 SW 플랫폼과 컴포넌트의 코드를 변경하지 않고 사용하도록 한다. 성능 비교를 통하여 한 종류의 플랫폼만 사용할 시와 차이가 별로 없음을 보여준다.
상대방과 교환한다. 즉 보내고자 하는 데이터를 알맞게 OPRoS 메시지 포맷으로 만들고 이를 직렬화한 후 RPC를통하여 상대방에게 보낸다. 상대방은 이의 역순으로 메시지를 해독한다.

이론/모형

사용하였다. 서로 다른 PC들 간의 시간 동기를 위해 NTP (Network Time Protocol)를 사용하였다. 각 데이터와 서비스에 대한 측정은 10000번을 수행하였다.

성능/효과

경우와 성능을 비교하여 평가하였다. 2개의 PC를 사용한 응용을 통하여 제안한 브리지 구조가 잘 동작함을 보여주었다. 브리지를 사용하는 경우와 OPRoS 혹은 ROS 만사용 하는 경우를 비교는 데이터의 경우 약 11-16/脂의 차이, 서비스의 경우 19-22/膈의 차이를 가짐을 보여주고 있다.
011/zs 임을 알 수 있다. 다시 말하면 브리지를 통해서 OPRoS-ROS 기능을 연동하여 동작하여도 바로 OPRoS에서 RQS로 변환한 방식과 차이를 보이지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
05〃s 임을 알 수 있다. 다시 말하자면 브리지를 통해서 OPRoS-ROS 기능을 연동하여 동작하여도 바로 OPRoS에서 ROS로 변환한 방식과 차이를 보이지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
고는 무시할 수 있는 시간이다. 또한 제안한 브리지의 장점은 OPRoS 데이터 혹은 서비스 호출에 대한 연결 관계를 기존 SW를 변경하지 않고 기존 SW 코드를 그대로 사용하면서 브리지의 구성 파일을 수정함으로써 OPRoS-ROS간 데이터 교환 및 서비스 호출을 할 수 있다는 것이다.
제안한 브리지는 기존 방법[11-14]과 다르게 브리지용 구성 파일을 제공하여 OPRoS 플랫폼과 독립적으로 동작하게 함으로써 OPRoS의데이터/서비스 포트와 ROS 노드의 토픽/서비스들을 쉽게 연결할 수 있도록 흐}는 구조를 가지게 하고 SW 플랫폼과 컴포넌트의 코드를 변경하지 않고 사용하도록 한다. 성능 비교를 통하여 한 종류의 플랫폼만 사용할 시와 차이가 별로 없음을 보여준다.
이러한 결과가 나온 이유는 데이터 송신 시 컴포넌트와 가상 컴포넌트로의 전송시간 및 데이터 변환 시간과 변환된 데이터를 다시 가상컴포넌트에서 동작 중인 컴포넌트로의 전송함에 따른 결과이다. 즉, 실제 컴포넌트->가상 컴포넌트-데이터 변환 t 실제 노드로 전송되는 과정에서 기본 플랫폼간의 전송시간이 더 소요됨을 확인할 수 있다. OPRoS 컴포넌트 간 평균 전송 시간은 7.

후속연구

다양한 로봇 플랫폼에도 확장가능한 방법이다. 향후 연구 내용으로는 OpenRTM으로 브리지 기능의 확장이 있다.

참고문헌 (14)

S. Han, M. Kim, and H. S. Park, "Open software platform for robotic services," IEEE Transaction on Automation Science and Engineering, vol. 9, no. 3, pp. 467-481, Jul. 2012.

상세보기
S. Han, M. S. Kim, and H. S Park, "Components and effective IDE of open software platform for robotics services," Proc. of International Conference on Control Automation and Systems, pp. 393-398, Oct. 2010.
OPRoS, Available :htttp://www.ropros.org.
S. Kim and H. S. Park, "Design og a robot-in-the-loop simulation based on OPRoS," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 19, no. 3, pp. 248-255, 2013.

원문보기 상세보기
C. Jang, S. I. Lee, S. W. Jung, B. Song, R. Kim, S. Kim, and C. Lee, "OPRoS: a new component-based robot software platform," ETRI Journal, vol. 32, no. 5, pp. 646-656, 2010.

원문보기 상세보기
ROS, Available : http://wiki.ros.org
M. Quigley, K. Conley, B. Gerkey, J. Faust, T. Foote, J. Leibs, R. Wheeler, and A. Y. Ng, "ROS: An open-source robot operating system," The International Conference on Robotics and Automation: Workshop Open Source Software, pp. 1-6, 2009.
OpenRTM, Available : http://www.openrtm.org
N. Ando, T. Suehiro, K. Kitagaki, T. Kotoku, and W.-K. Yoon, "RT-Middleware: Distributed component middleware for RT (Robot Technology)," proc. of International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 3933-3938, Aug. 2005.
S. Vinoski, "CORBA: Integrating diverse applications within distributed heterogeneous environments," IEEE Communication Magazine, vol. 35, no. 2, Feb. 1997.
C. Jang, B. Song, and S. Kim, "Event port extension of opros framework for inter-connecting with ROS topic," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 20, no. 12, pp. 1252-1258, 2014.

원문보기 상세보기
A. Salov, H. S. Park, S. Han, and D. Lee, "An effective method of sharing heterogeneous components of OPRoS and RTM," Journal of Electrical Engineering & Technology, vol. 9, no. 2, pp. 755-761, 2013.
OpenRTM-ROS Integration for Humanoid/Mobile Manipulator Robotics : http://code.google.com/p/rtm-ros-robotics/
G. Biggs, N. Ando, and T. Kotoku, "Native robot software framework inter-operation," Proc. of the Second International Conference on Simulation, Modeling, and Programming for Autonomous Robots, pp. 180-191, Nov. 2010.

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