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Software

ALICE M1의 소프트웨어 아키텍처와 제어 시스템을 설명합니다.

개요​

ALICE M1은 ROS 2(Robot Operating System 2)를 기반으로 하는 모바일 매니퓰레이션 시스템입니다.

자율 주행, 조작, 인식이 통합된 소프트웨어 플랫폼으로 제조 현장의 다양한 작업을 수행합니다.

소프트웨어 스택​

  • 운영체제: Ubuntu 22.04 LTS (또는 24.04 LTS)
  • ROS 버전: ROS 2 Humble/Jazzy
  • 네비게이션: Nav2 (Navigation2) (옵션)
  • 조작 제어: VR, Endpoint Control
  • 인식: OpenCV, Depth Camera
  • AI 프레임워크: PyTorch, TensorFlow (옵션)

시스템 아키텍처​

아래 이미지는 ALICE M1의 시스템 아키텍처를 나타냅니다.

소프트웨어 아키텍처

  • NVIDIA AGX Orin은 VR, Mobile 제어 및 데이터 관리를 처리하고 AFE-R360은 로봇의 상체(몸통, 팔, 손) 제어를 담당합니다.

  • VR 장치는 작업자의 팔과 머리 움직임을 실시간으로 인식하여 teleoperation 모듈로 전달합니다.

  • teleoperation 모듈은 VR 장치로부터 받은 데이터를 로봇에 맞는 형태로 변환한 뒤 wholebody controller 모듈로 전달합니다.

  • 조이스틱 입력은 명령에 따라 서로 다른 제어 모듈로 전달됩니다.

    • 모바일 이동 명령 -> mux 모듈
    • 상체 제어, 정지 등의 명령 -> wholebody controller 모듈

  • wholebody controller, mux 모듈은 입력 명령을 처리하여 framework 모듈로 전달합니다.

  • framework 모듈은 상위 명령을 모터 제어 명령으로 변환하여 실제 하드웨어에 전달하고 현재 관절 상태를 다른 시스템에서 모니터링 할 수 있도록 /joint_states 로 발행합니다.

  • data manager 모듈은 카메라 이미지와 로봇 모션 데이터를 저장합니다.

디버깅 및 모니터링​

  • 조이스틱 UI를 통해 관절 상태, 시스템 로그 등을 실시간으로 확인할 수 있습니다.   모니터링 화면

안전 시스템​

  • 모든 관절 명령은 정의된 동작 범위 내에서 실행되도록 제한(clamp) 됩니다.
  • 조이스틱에서 E-Stop 시 로봇의 현재 움직임을 빠르게 감쇠 시켜, 진동이나 출렁임 없이 안정된 상태로 수렴시킵니다.
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