1. 개요

ROS2(Robot Operating System 2)는 로보틱스 및 자율 시스템 개발의 사실상 표준 미들웨어입니다. 숭산텍은 LTS 버전인 ROS2 Humble(Ubuntu 22.04 기반)을 채택합니다.

2. 왜 ROS2인가?

특성 ROS1과의 차이
통신 미들웨어 DDS 기반 (분산 시스템에 최적)
실시간성 RT 커널 지원 (자율주행에 필수)
보안 SROS2를 통한 메시지 암호화
멀티 플랫폼 Windows, Linux, macOS 지원
라이프사이클 노드 상태 관리(Configure/Activate/Deactivate)

3. Phase 2-C ROS2 노드 구성

flowchart LR
    A[Front Cam Node<br>30Hz] -->|/sensor/front| B[Inference Node<br>TRT 추론]
    B -->|/inference/cmd| C[Control Node<br>제어 정책]
    C -->|/control/vehicle_command| D[PWM Servo Node<br>RC카 제어]
    
    E[AVM 4-Cam Node<br>10Hz] -->|/sensor/avm/*| F[BEV Stitch Node<br>Phase 3+]
    F -->|/sensor/bev| G[BEV Inference Node<br>Phase 3+]

4. 주요 노드 명세

4.1 Sensor Node (Front Camera)

# camera_publisher_node.py
import rclpy
from rclpy.node import Node
from sensor_msgs.msg import Image
from cv_bridge import CvBridge

class FrontCameraNode(Node):
    def __init__(self):
        super().__init__('front_camera_node')
        self.publisher = self.create_publisher(Image, '/sensor/front', 10)
        self.timer = self.create_timer(1.0/30.0, self.publish_frame)  # 30Hz
        self.bridge = CvBridge()
    
    def publish_frame(self):
        # 카메라 캡처
        frame = self.capture_frame()
        msg = self.bridge.cv2_to_imgmsg(frame, encoding='bgr8')
        self.publisher.publish(msg)

4.2 Inference Node

TensorRT 엔진을 로드하여 30Hz 주기로 추론을 수행하고, 조향·가속 명령을 발행합니다. 추론 지연은 < 10ms를 목표로 합니다.

4.3 Control Node

Inference Node의 출력을 받아 PWM 신호로 변환하여 RC카의 서보 모터에 전달합니다. Safety check (속도 제한, 비상 정지 등)도 이 노드에서 수행합니다.

5. 실시간 성능 보장

  • DDS QoS 설정: RELIABILITY: BEST_EFFORT, HISTORY: KEEP_LAST(1) 으로 지연 최소화
  • CPU 코어 분리: taskset을 사용한 노드별 CPU 코어 고정
  • 메모리 풀 사전 할당: 동적 할당 회피

6. 참고 자료