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실시간 로봇 제어를 위한 ROS 액션 서버 활용법

tech-fin 2025. 3. 18. 21:23

ROS 액션 서버로 실시간 로봇 제어하기

로봇 공학과 인공지능의 발전으로 인해 로봇 제어는 점점 더 복잡해지고 있습니다. 이러한 새로운 요구에 부응하기 위해 ROS(Robot Operating System)는 다양한 기능을 제공하며, 특히 액션 서버는 실시간 로봇 제어를 가능하게 해주는 중요한 도구입니다. 본 블로그 글에서는 ROS 액션 서버의 개념과 기반 원리, 활용 방법을 자세히 설명하겠습니다.

1. ROS란 무엇인가?

ROS는 로봇 애플리케이션 개발을 위한 오픈 소스 플랫폼입니다. 다양한 로봇 하드웨어와 소프트웨어 패키지를 통합하는 기능을 제공하여, 개발자들이 보다 효율적으로 로봇을 설계하고 구현할 수 있도록 돕습니다.

2. 액션 서버의 개념

액션 서버는 비동기적 요청을 처리할 수 있는 모듈입니다. 이는 로봇이 특정 작업을 수행하는 동안 다른 작업을 동시에 수행할 수 있게 해줍니다. 액션 서버는 goal, feedback, result의 세 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다.

  • Goal: 클라이언트가 서버에게 요청하는 목표 작업.
  • Feedback: 작업 진행 상태 및 중간 결과를 제공.
  • Result: 작업이 완료되었을 때 최종 결과를 반환.

3. 액션 서버의 장점

액션 서버는 다양한 장점을 제공합니다.

  • 비동기적 작업 처리: 클라이언트가 요청한 작업이 진행되는 동안 다른 작업을 수행할 수 있습니다.
  • 상태 모니터링: 실시간 피드백을 통해 작업의 진행 상태를 파악할 수 있습니다.
  • 재시도 및 취소: 작업 중에 필요에 따라 이전 요청을 취소하거나 재시도할 수 있습니다.

4. 액션 서버의 구성 요소

앞서 언급한 바와 같이 액션 서버는 goal, feedback, result로 구성됩니다. 각각에 대해 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

4.1 Goal

사용자가 수행하고자 하는 작업의 세부 사항을 포함합니다. 각 작업은 목표로 설정되며, 서버는 이 goal을 수신하여 처리를 시작합니다.

4.2 Feedback

작업의 현재 상태를 클라이언트에게 전달합니다. 이는 작업이 어떻게 진행되고 있는지를 알려주며, 사용자가 필요에 따라 조치를 취할 수 있도록 돕습니다.

4.3 Result

작업이 완료된 후 결과값을 클라이언트에게 반환합니다. 이는 성공 여부 및 추가 정보를 포함할 수 있습니다.

5. 액션 서버 구축하기

이제 실제로 ROS 액션 서버를 구축하는 방법에 대해 알아보겠습니다. 다음 단계는 액션 서버를 구현하기 위한 기본적인 과정입니다.

5.1 ROS 패키지 생성

먼저 새로운 ROS 패키지를 생성해야 합니다.

$ catkincreatepkg myactionserver actionlib rospy std_msgs

5.2 액션 파일 생성

액션 서버에서 사용할 액션 파일을 생성합니다. 액션 파일은 .action 확장자를 가지며, 다음과 같은 구성을 가집니다.

MyAction.action

int32 goal
---
int32 result
---
int32 feedback

5.3 액션 서버 코드 작성

이제 액션 서버의 동작을 구현하는 코드를 작성합니다.

import rospy
import actionlib
from myactionserver.msg import MyAction, MyActionResult, MyActionFeedback

class MyActionServer:
    def init(self):
        self.server = actionlib.SimpleActionServer("myaction", MyAction, executecb=self.execute, auto_start=False)
        self.server.start()

    def execute(self, goal):

목표 동작 수행

        feedback = MyActionFeedback()
        for i in range(goal.goal):
            feedback.feedback = i
            self.server.publish_feedback(feedback)
            rospy.sleep(1)

        result = MyActionResult()
        result.result = "작업 완료!"
        self.server.set_succeeded(result)
        
if name == 'main':
    rospy.initnode('myaction_server')
    MyActionServer()
    rospy.spin()

5.4 액션 클라이언트 작성

이제 액션 서버로 작업을 요청할 클라이언트를 구현합니다.

import rospy
import actionlib
from myactionserver.msg import MyAction, MyActionGoal

def feedback_cb(feedback):
    rospy.loginfo("피드백: %d" % feedback.feedback)

if name == 'main':
    rospy.initnode('myaction_client')
    client = actionlib.SimpleActionClient("my_action", MyAction)
    client.waitforserver()

    goal = MyActionGoal()
    goal.goal = 5

    client.sendgoal(goal, feedbackcb=feedback_cb)
    client.waitforresult()
    rospy.loginfo("최종 결과: %s" % str(client.get_result()))

6. 실행 및 테스트

서버와 클라이언트 코드를 작성한 후, 각각을 별도의 터미널에서 실행합니다. 실행 순서는 다음과 같습니다.

  • 서버 실행: rosrun myactionserver myactionserver.py
  • 클라이언트 실행: rosrun myactionclient myactionclient.py

클라이언트를 통해 서버에 목표 작업을 요청하고, 실시간으로 피드백을 확인할 수 있습니다.

7. 오류 처리

액션 서버를 구축할 때 나타날 수 있는 일반적인 오류와 그 해결 방법에 대해 알아보겠습니다.

  • 서버 실행 실패: ROS 마스터가 실행 중인지 확인하고, 패키지와 의존성이 올바르게 설정되었는지 점검합니다.
  • 클라이언트가 서버를 찾지 못함: 클라이언트와 서버의 이름이 일치하는지, 네임스페이스가 올바른지 확인합니다.
  • 피드백이 전달되지 않음: 피드백 메서드를 호출하고 있는지 확인하고, 서버에서 피드백을 올바르게 publish하고 있는지 점검합니다.

8. 결론

ROS 액션 서버는 실시간 로봇 제어에 매우 유용한 도구입니다. 비동기적 작업 처리와 실시간 피드백 제공 기능 덕분에 로봇 제어의 유연성과 효율성을 높일 수 있습니다. 본 글을 통해 액션 서버의 기본 개념을 이해하고, 직접 서버를 구현하는 과정을 익히셨기를 바랍니다. 실제 로봇 개발 분야에서도 이러한 기술이 활용될 수 있기를 바랍니다.

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