sendTransform 함수를 사용하여 변환 정보를 보내기 위해서는 다음과 같은 단계를 따를 수 있습니다:

1. ROS 네임스페이스 및 라이브러리 임포트:

import rospy
import tf

2. ROS 노드 초기화:

   rospy.init_node('your_node_name')

3. tf.TransformerROS 객체 생성:

broadcaster = tf.TransformBroadcaster()

4. 변환 정보를 설정하고 전송:

while not rospy.is_shutdown():
    # Set the translation (position) and rotation (quaternion) values
    translation = (x, y, z)
    rotation = (qx, qy, qz, qw)

    # Specify the time and frame IDs
    current_time = rospy.Time.now()
    parent_frame = "parent_frame"
    child_frame = "child_frame"

    # Send the transformation
    broadcaster.sendTransform(
        translation,
        rotation,
        current_time,
        child_frame,
        parent_frame
    )

    # Add a delay if needed
    rospy.sleep(0.1)  # Delay for 0.1 seconds

위 코드에서 x, y, z는 로봇의 위치 좌표이고, qx, qy, qz, qw는 로봇의 자세를 나타내는 쿼터니언(Quaternion) 회전 값을 나타냅니다. parent_frame은 부모 프레임의 이름이며, child_frame은 자식 프레임의 이름입니다. 이러한 변환 정보가 지속적으로 업데이트되어 sendTransform 함수를 통해 브로드캐스팅됩니다.

이렇게 하면 다른 ROS 노드에서 tf 라이브러리를 사용하여 변환 정보를 수신하고, 다른 프레임 간의 관계를 효과적으로 추적할 수 있습니다.

위 사진과 같이, M1(Apple sillcon) 칩을 지원하는 설치 파일은 macOS 운영체제에서만 동작한다. Ubuntu 환경의 경우 x64, Arm32, Arm64 칩만 지원한다.

VSCode를 사용해 가상환경으로 만든 Ubuntu의 소스코드를 편집하고 싶은 상황에서 찾은 방법은 SSH를 통한 원격 통신 방법이다.

도움이 된 글 - Ubuntu SSH 설정 및 VSCode SSH 연결 적용한 글 (1) - Ubuntu SSH 설정 적용한 글 (2) - VSCode SSH 연결

VSCode SSH 설정

1. Remote-SSH 확장 프로그램 설치

2. ⇧+⌘+p 단축키 입력, 'Remote-SSH: Open SSH Configuration File' 선택하여 config 파일 수정

3. config 파일에 아래 입력

• Host [User]@[HostName]:[Port]
• HostName : 내부 ip 주소
• User : 사용자 이름
• Port : 포트 번호 (default 22)

4. ⇧+⌘+p 단축키 입력, 'Remote-SSH: Connect to Host' 선택하여 SSH 연결

5. 연결을 위한 암호 등등 입력하고 나면 아래 사진과 같이 Ubuntu 환경의 파일 시스템의 폴더를 열고 편집할 수 있음

나는 ros workspace 내에서 작업중인 package 폴더를 git에 업로드 하고자 한다.

먼저 원하는 폴더를 git 로컬 저장소(rocal repository)로 지정해야 한다.

나는 작업중인 ros_workspace/src 폴더로 이동 후, 아래 명령어를 사용해 로컬 저장소를 생성했다.

git init

git status는 저장소 내 파일의 상태를 표시하여 준다.

git status

실행 결과 git add 명령어로 staging area에 올라가지 않은 폴더가 붉은 색으로 표기되어 있다.

그러가 나는 이 폴더 중 1개의 폴더를 제외하고 git에 업로드할 필요가 없다. 따라서 로컬 저장소 내에 불필요한 폴더를 git이 관리하지 않도록 .gitignore 파일을 사용할 것이다.

다름 명령어를 통해 .gitignore 파일을 생성한다.

vi .gitignore

그런 뒤 위 사진에 보이는 붉은 색 폴더 명들을 복사하여 아래와 같이 일에 붙여넣기 한다. (원하는 폴더 명 제외)

파일을 저장 후 아래 명령어를 실행시키면 다음 이미지와 같이 불필요한 파일이 관리 대상에서 제거된 것을 확인할 수 있다.

git status

이렇게 .gitignore 파일을 작성하면 업로드할 파일을 일일이 명명하지 않아도 git add . 를 이용해 변경된 전체 파일을 추가할 수 있다.

git add

gitignore 파일과 관련된 문법은 아래 글을 참고했다.

[Git] .gitignore이란? / .gitignore 사용법 https://git-scm.com/docs/gitignore

• 아래 코드로 패키지 생성 시 의존성을 추가한다. catkin_create_pkg {PKG_NAME} [의존성]
• 그런데 이미 생성된 패키지에 의존성을 추가하고 싶은 상황이다.

해결방법

package.xml 사용자화를 따르자.

1. 대상 패키지 경로로 이동하여 package.xml 파일을 편집한다. $ vi package.xml

2. <buildtool_depend>catkin</buildtool_depend> 아래에 다음 코드를 추가한다.

   <build_depend>{의존성}</build_depend>
   
   <exec_depend>{의존성}</exec_depend>
   

```

3. rospack depends1 {PKG_NAME} 명령어를 사용해 패키지의 의존성이 추가되었는지 확인한다.

의존성 추가가 확인되었다.

// pakage create
$ cd ~/xycar_ws/src
$ catkin_create_pkg my_pkg1 std_msgs rospy
$ cm
$ cd ~/xycar_ws/src/my_pkg1/src

// src code create
$ vi pub.py // 코드 편집
$ chmod +x pub.py // 실행 권한 부여

// rosrun
$ roscore // termial1
$ rosrun turtlesim turtlesim_node // termial2
$ rosrun my_pkg1 pub.py // termial3

pub.py

목표: 터틀심을 8자로 주행시키는 토픽 발행 실행 결과:

소스코드:

#!/usr/bin/env python3

import rospy
from geometry_msgs.msg import Twist

rospy.init_node('my_node', anonymous=True)
pub = rospy.Publisher('/turtle1/cmd_vel', Twist, queue_size=10) # topic, msg type, size?

msg = Twist()
msg.linear.x = 2.0
msg.linear.y = 0.0
msg.linear.z = 0.0
msg.angular.x = 0.0
msg.angular.y = 0.0
msg.angular.z = 1.8


msg2 = Twist()
msg2.linear.x = 2.0
msg2.linear.y = 0.0
msg2.linear.z = 0.0
msg2.angular.x = 0.0
msg2.angular.y = 0.0
msg2.angular.z = -1.8

rate = rospy.Rate(1)

iter_num = 0
msg_case = True
while not rospy.is_shutdown():

    if iter_num % 4 == 0:
        msg_case = False if msg_case is True else True
        iter_num = 0

    if msg_case:
        pub.publish(msg)
        # rospy.loginfo(f'True, iter Num : {iter_num}')
    else:
        pub.publish(msg2)
        # rospy.loginfo('False')

    rate.sleep()

    iter_num += 1

• 참고 링크: https://velog.io/@deep-of-machine/ROS-ROS1-설치-Ubuntu20.04-ROS-Noetic
  1. ROS를 제공하는 software repository 등록 (apt/sources.list) $ sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
  2. apt-key 셋업 $ sudo apt install curl $ curl -s https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.asc | sudo apt-key add - $ sudo apt update
  3. 패키지 설치 $ sudo apt install ros-noetic-desktop-full $ sudo apt install python3-rosdep
  4. rosdep 초기화 $ sudo apt install python3-rosdep python3-rosinstall python3-rosinstall-generator python3-wstool build-essential
  5. 쉘 환경 설정 $ echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc $ source ~/.bashrc
  6. 설치 확인 $ roscore

Workspcase

ros에서 코딩을 하기 위해 workspace라는 공간이 필요하다.

catkin_make

새로운 소스코드, 패키지 등 수정이 발생하면 ros 시스템이 알도록 ROS 프로그래밍 작업과 관련있는 모든 것들을 깔끔하게 정리해서 최신 상태로 빌드(build) 작업을 수행한다.

workspace 생성 코드:

// create workspace
$ cd     // home directory
$ mkdir xycar_ws     // workspace 폴더 생성  
$ cd xycar_ws     // workspace 폴더로 이동
$ mkdir src // 소스 폴더 생성
$ catkin_make     //패키지 생성 (build, devel, src 폴더 및 패키지 파일 생성)

생성된 폴더 구조:

• home
  • xycar_ws : workspace
    • src : 소스코드
    • build : 빌드 파일
    • devel

Setup

참고 링크 : https://enssionaut.com/board_robotics/812

1. .bashrc를 수정하여 source 명령어가 터미널을 켤 때마다 자동적으로 실행되도록 설정 $ vi ~/.bashrc

2. bash file에 아래 코드를 추가하여 ros 명령어 단축어, 소스파일 경로, master(roscore)의 uri 주소 등록

   source ~/xycar_ws/devel/setup.bash
   

export ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311 export ROS_HOSTNAME=localhost

alias cw='cd ~/xycar_ws' alias cs='cd ~/xycar_ws/src' alias cm='cd ~/xycar_ws && catkin_make'

3. 편집한 .bashrc 파일을 시스템에 반영
`source .bashrc`
3. 환경변수 설정 값 확인
`printenv | grep ROS # ros 이름을 포함한 환경 변수 리스트 출력`

![](https://velog.velcdn.com/images/wish-j/post/d6442a04-4506-4c1a-9af7-e9d3597e05b8/image.png)

# Package

패키지: 개발된 소프트웨어를 논리적 묶음으로 만든 것
참고 링크: http://wiki.ros.org/ko/ROS/Tutorials/catkin/CreatingPackage

### catkin_create_pkg
패키지 생성 명령어
```c
// pakage create
$ cd ~/xycar_ws/src   // catkin 작업공간의 소스 폴더로 이동
$ catkin_create_pkg my_pkg1 std_msgs rospy
$ cm
$ cd ~/xycar_ws/src/my_pkg1/src

rospack

패키지 관련 기능을 수행하는 명령어

목표

1. master 실행 확인
2. subscriber node 실행 확인
3. publisher node 실행 확인

명령어

패키지 노드 실행 $ rosrun <패키지 명> <노드명>

terminal 1: master 실행 $ roscore

terminal 2: 토픽을 받아서 거북이를 이동시킴 $ rosrun turtlesim turtlesim_node

terminal 3: 사용자의 입력(키보드 방향키)에 따른 토픽 발행 $ rosrun turtlesim turtle_teleop_key

실행 결과: TurtleSim이 키보드 방향키 입력에 따라 이동함

terminal 4: 상태 확인

• node list 출력 $ rosnode list /rosout /teleop_turtle /turtlesim

• node 정보 출력 $ rosnode info

• node와 topic의 관계 graph 출력 $ rqt_graph

• publisher에서 발행한 topic list 확인 $ rostopic list /rosout /rosout_agg /turtle1/cmd_vel /turtle1/color_sensor /turtle1/pose

• 특정 topic이 확인될 때 마다 message를 출력 $ rostopic echo <topic>

• Publisher
  • topic 발행
  • node name = node1
• Subscriver
  • topic 수신
  • node name = node2

1:1 통신

Pakage create & run

// 패키지 생성
cd ~/xycar_ws/src
catkin_create_pkg <msg_send> [std_msgs] [rospy] # 패키기가 의존하고 있는 다른 패키지 나열
catkin_make

//src
cd src
vi student.py
vi teacher.py

// launch 
mkdir launch
cd launch
vi m_send.launch

// build
cm

//launch
roslaunch msg_send m_send.launch

다양한 통신 구성

anonymous

동일한 노드를 여러개 띄울 때 노드 이름이 겹치지 않도록 자동으로 할당하는 rospy option

1:N 통신

<launch>
        <node pkg="msg_send" type="teacher.py" name="teacher1"/>
        <node pkg="msg_send" type="student.py" name="student1" output="screen"/>
        <node pkg="msg_send" type="student.py" name="student2" output="screen"/>
        <node pkg="msg_send" type="student.py" name="student3" output="screen"/>
</launch>

N:1 통신

<launch>
        <node pkg="msg_send" type="teacher.py" name="teacher1"/>
        <node pkg="msg_send" type="teacher.py" name="teacher2"/>
        <node pkg="msg_send" type="teacher.py" name="teacher3"/>
        <node pkg="msg_send" type="student.py" name="student1" output="screen"/>
</launch>

N:N 통신

<launch>
        <node pkg="msg_send" type="teacher.py" name="teacher1"/>
        <node pkg="msg_send" type="teacher.py" name="teacher2"/>
        <node pkg="msg_send" type="teacher.py" name="teacher3"/>
        <node pkg="msg_send" type="student.py" name="student1" output="screen"/>
                <node pkg="msg_send" type="student.py" name="student2" output="screen"/>
        <node pkg="msg_send" type="student.py" name="student3" output="screen"/>
</launch>

• 노드간 통신을 기반으로 전체 시스템을 구동시킴

하드웨어 제조사하 제공하는 ROS 노드들

ROS 통신

1. 토픽 방식 통신
   1. 일방적이고 지속적인 메세지 전송
   2. 발행자-구독자 구조
   3. 일대 다수, 다대 다수 통신도 가능
2. 서버 방식 통신
   1. 요청시, 요청한 데이터 전송
   2. 서버-클라이언트 구조
   3. 양방향 통신, 일회성 통신

ROS 배포판

LTS: long trem support

→ 안정화된 버전에 대하여 지속적으로 서포트함을 의미함

Ubuntu LTS

• 18.04 LTS (codename: bionic)
• 20.04 LTS (codename: Focal)
• 22.04 LTS (codename: jammy)

ROS1 LTS

• kinetic (with ubuntu 18.04)
• melodic (with ubuntu 18.04)
• notic (with ubuntu 20.04)

ROS2 LTS

• humble (with ubuntu 22.04)

*ROS 버전별 지원하는 패키지가 달라짐에 유의

https://ubuntu.com/blog/ros-foxy-ros-melodic-eol

우분투 버전에 따른 ROS 버전. ubuntu 20.04를 사용하므로 notic을 설치함.

ROS 기본 용어

• 마스터
  • 노드간 통신을 총괄 관리
  • ROS Core라 불림
• 노드
  • 토픽을 주고받는 통신 주체
  • 실행가능한 최소단위의 프로세스
  • 하드웨어 장치에 하나씩 또는 소프트웨어 모듈에 하나씩
• 토픽
  • 주고받는 메세지
  • 예: 센서데이터, 카메라 이미지, 명령
• 발행자 노드
  • 토픽(Topic)을 만들어 보내는 노드
  • 예: 정보수집센서, 카메라
• 구독자 노드
  • 토픽(Topic)을 받는 노드
  • 예: 모터제어기, 정보수집 SW모듈
• 패키지
  • 하나 이상의 노드와 노트 실행을 위한 정보등을 묶어놓은 것
  • 노드, 라이브러리, 데이터, 실행파일(configration) 등을 포함

ROS 기본 명령어

ROS 주요 명령어

ROS에서 제공하는 쓸만한 도구

file mode bit

UNIX의 “파일 권한”을 나타내는 3+9bit 체계 (화면에는 9칸만 표시됨)

3+9bit

• 3bit : SetUID, SetGID, Sticky bit를 의미 ( 보안과 관련이 깊은 허가 권한)
• 9bit : owner, group, others 접근 권한

표기 방법

• Symbolic mode : “rwx” sybol로 표기하는 방식
• Octal mode : bit를 8진수 법으로 표기하는 방식 (대부분의 실무에서 사용됨)

Octal mode

UNIX file mode의 8진수 표기법 (==2진수 표기 = 8진수 표기)

• r : readable (==2^2 = 4)
• w : writable (==2^1 = 2)
• x : executable (==2^0 = 1)

예시

• rwx/rwx/rwx = owner/group/others 접근 권한 의미
• rwx/r-x/—- = owner(rwx)/group(r-x)/others(—-)
• (= 4+2+1 / 4+1 / 0) = 750

기본값

파일 및 폴더 생성 시 기본 값으로 umask값을 뺀 나머지가 된다.

• umask = 002
• 파일 기본 값 : 666 - 002 = 644
• 폴더 기본 값 : 777 - 002 = 775

file mode 권한

폴더

• r: 폴더를 읽는 기능 → 권한 없을 시 ls로 확인 안됨
• w: 폴더내 파일 리스트를 쓰는 기능
• x: 폴더 내 파일 리스트에 연결된 파일에 엑세스 하는 기능 → 권한 없을 시 cat으로 file 접근 안됨

chmod

chmod : change mode

• ex: chmod 640 myfile
• ex: chmod +x myfile

chown, chgrp

chown : change owner

chgrp : change group

• root 유저만 가능한 명령어

ps

ps [option]: process status

• 현재 세션의 프로세스들을 보여줌
• PID : process ID
• TTY : terminal ID
• TIME : cpu 점유(누적 사용) time (현실 시간은 ETIME)
• CMD : process 실행 명령어 (첫번째 인수, argv[0])

option

• -e : select all process
• -a : 특정 조건 제외하여 보여줌 = 세션 리더격만 확인하는 코드 (향후 다룸)
• -f : full-format
• -l : long-format (시스템 관리용)
• -el: all, long
• -ef: all, full
• -ej: all, jobs
• -eo: ?
• axf: “-” 기호 없음, BSD style (UNIX 표준화 후 여러 종류의 옵션을 지원하기 시작함)

full-format

• UIP : user ID, 프로세스의 소유권자
• PPID : parent PID (프로세스 생성 시 부모-자식과 같은 계층 프로세스가 만들어짐)
• C : CPU 사용량
• STIME : 프로세스를 시작한 realtime 시간 (시:분)

long-format ?

• F: 프로세스 플래그
• S: 상태 코드 (S: sleep, R: )
• PRI : 실시간 우선순위
• NI : 나이스 우선순위
• SZ : 메모리 크기

grep

• ps [option] | grep [commend]
• commend 명령을 실행한 프로세스만 표시

Process Control

kill

• 프로세스를 죽이는 명령어? No!
• UNIX의 kill은 이름을 잘못 지은 케이스다
• 시그널을 전송하는 기능

option

• -l : 사용 가능한 시그널 리스트 확인 기능

signal

• SIGHUP : [-HUP] signal hagn up → 끊다, 연결이 끊어졌을 때 보내짐
• SIGINT : [-INT] signal interrupt → 키보드 입력시 발생
• SIGQUIT : [-QUIT] signal quit → <CTRL-> 시스템이 이상할 때 종료하고 덤프로 확인(?)
• SIGTERM : [-TERM, 15]죽어달라고 요청하는 신호
• SIGKILL : [default] signal kill → 죽어달라고 프로세스에 요청하는 대신 프로세스를 강제로 죽임. SIGTERM에 응답이 없을 시 최후의 수단으로 사용
• SIGSEGV : [-SEGV] signal segment violation → 허용되지 않은 방법으로 메모리 침범 시도시 발생하는 시그널. 세그폴트
• SIGTSTP : [-TSTP] signal Temporary Stop 잠시 정지

job control

controlling terminal

사용자의 제어(키보드 입력)를 받는 터미널 장치

• CUI (console user interface)에서 멀티 테스킹을 위한 제어 방법
• 제어 터미널을 소유한 프로세스 (=fore-ground process) 는 키보드 입력을 가진다.
• 하나의 세션에서는 하나의 제어 터미널을 가질 수 있다.

규격

→ ps 명령어 출력의 TTY 필드에 표기

• pts/# : UNIX98 Pseudo terminal system (가상 터미널)

• tty# : console terminal (진짜 사용자 입력을 받는 콘솔 터미널 <CTRL-ALT-F#> 로 전환 : tty3, tty2…)

• ? : 제어 터미널을 가지지 않는 경우

• 참고: 규격의 발전

  • 1998 SUSv2 (표준)
  • 1995 SUSv1
  • 1988 SVR4 (현대 UNIX의 모태)

fore/back-ground process

• fore-ground process
  • 현재 session에서 제어 터미널(controlling terminal)을 가진 프로세스
• back-ground process
  • 현재 session에서 제어 터미널(controlling terminal)을 잃어버린 프로세스
• CTRL-Z 시 변화
  • SIGTSTP 시그널을 fore-ground 프로세스에 전달
  • 작동 : 잠시 정지 시킴 = back-ground에 Stopped 상태로 전환됨

session ?

멀티 유저 시스템에서 통신 객체 (seat or remote)를 구별하기 위함

• 제어 터미널을 가질수도 안가질 수도 있다
• 시스템 접근 시 터미널에서 작업할 때 작업 공간을 만든 것 자체 = 세션을 받았다
• SID (session ID) == PID (process ID) 인 process = Session Leader
  • Process Grop Leader를 겸한다
  • Session Leader로 부터 파생된 자식 프로세스는 모두 같은 세션을 가진다.
  • 이는 접속(세션 생성) 후 해당 프로세스가 어디서 유래했는지 추적인 가능하기 때문에 중요한 의미를 가짐

prosess group

세션이 만들어진 후 내린 명령으로 실행된 프로세스들의 계층

음수 번호로 적힌 프로세스 아이디 = 프로세스 그룹 아이디

commands

jobs, fg %#, bg %#, command &

jabs : stoped, back-ground process의 리스트 출력

fg %#: jobs의 작업 번호 입력 → 지정한 process를 fore-ground로 전환, 실행

bg %#: jobs의 작업 번호 입력 → 정지된 process를 back-ground에서 실행

command &: back-ground에서 running 상태로 실행

• 아카이브 유틸 : tar (tape archive), cpio
  • 단순히 테이프에 보관하는 목적
  • BSD와 SysV에 의해 명령어가 두개로 분리됨
• 압축 유틸 : gzip, bzip2, xz, zstd, lz4
  • 압축, 압축해제 명령어
  • 압축률 : xz > bzip2, zstd > gzip > lz4 순

tar

tar [ctxv] [f archive-file] files…

• c : (create)

• t : (test)

• x : (extract)

• v : (verbose) 상세한 정보 출력 → 실무에서는 쓰지 않는다!

• f archive-file : 입출력할 아카이브 파일명 (리디렉션 대신 사용)

• —exclude file : 특정 file을 제외

compress

• xz : 확장자 xz
  • 텍스트 압축에 압도적으로 강하나, 느리다 (소스코드 압축)
• zstd : 확장자 zst
  • 속도가 많이 빠르다. 주로 사용 명령어
• gzip [-cdflrv] <file …>
  • -d : (decompress) 압축해제
  • -c : (stdout) 표준 출력(stdout)으로 결과물을 보냄
  • -1, -9 (fast, better) 압축 레벨 지정
• tar와 gzip을 함께 사용하는 방법
  • 압축: tar c ./data ./exp | gzip -c > bak_data.tar.gz
  • 해제: gzip -dc c bak_data.tar.gz | tar x

Practice : tar, compression

tar

고전 명령어 (multi 쓰레드 사용 가능)

tar c ./data ./exp | gzip -c > bak_data.tar.gz

르네상스 명령어

tar cfz bak_data.tar.gz ./data ./exp

tar cfj bak_data.tar.bz2 ./data ./exp

tar cfJ bak_data.tar.xz ./data ./exp

모던 명령어 (tar zstd 1.31부터 지원, 멀티 스레드 안됨)

tar cfa bak_data.tar.xz ./data ./exp

tar cfa bak_data.tar.zst ./data ./exp

모던 멀티 스레드 명령어

tar c ./data ./exp | xz -c -T0 > bak_data.tar.xz

tar c ./data ./exp | zsted -c -T0 > bak_data.tar.zst

compression

고전 명령어 (multi 쓰레드 사용 가능)

gzip -dc c bak_data.tar.gz | tar x

르네상스 명령어

tar xfz bak_data.tar.gz

tar xfj bak_data.tar.bz2

tar xfJ bak_data.tar.xz

모던 명령어 (tar zstd 1.31부터 지원, 멀티 스레드 안됨)

tar xfa bak_data.tar.xz

tar xfa bak_data.tar.zst

모던 멀티 스레드 명령어

xz -dcT0 bak_data.tar.xz | tar x

zstd -dcT0 bak_data.tar.zst | tar x

stdio

stdio: standard Input/Output (표준입출력)

file channel

• 하드웨어 내 file에 입출력 하기 위한 통로
• 입출력 하기 위한 메타 정보를 가지는 객체, 프로세스 스코프에서 유효함, 프로세스 종료 시 휘발됨

file descripter

fd, 파일 서술자

• 파일 채널들에게 붙여지는 숫자 형태의 식별자
• 0번 부터 시작

예약된 파일 서술자

• 0: stdin (standard input, 표준입력)
• 1: stdout (standard output, 표준출력)
• 2: stderr (standard input, 표준에러)

PIPE

프로세스 사이에 통신하기 위해 사용됨

IPC(Inter-Process Communication)의 일종

Shell에서도 많이 사용하는 기능

pipe의 종류 2가지

• anonymous pipe (temporary)
• named pip (persistency)

anonymous pipe

임시로 생성되었다가 소멸되는 파이프 (nameless pipe, unamed pipe)

• 프로세스들의 직렬 연결하는 기능

• 셸 명령행에서 Vertical bar (|)로 사용

  • A | B | C

• 셸의 stdio에서 주로 배우는 개념

• 일반적으로 ‘파이프’라고 부르면 익명 파이프임

• 사용 예

  $ find ~ | wc -l (홈 디렉토리의 파일 개수를 새는 명령어)

  $ find ~ > tmp.txt; wc -l < tmp.txt; rm tmp.txt (같은 작업이 파이프를 사용하지 않으면 길어짐)

  process1: find 명령의 출력 (stdout, 1)

  process2: wc 명령의 입력 (stdin, 0)

  프로세스의 입출력 채널이 서로 연결됨

named pipe

명명된 파이프 (FIFO Pipe)

• FIFO 규칙으로 작동함
• file 처럼 구성됨 = path, filename이 존재
• 따라서 path를 가지는 것을 곧 명명되었다고 표현함
• mkfifo 명령 (or POSIX C API)를 사용하여 생성

Redirection

채널의 방향을 다른곳으로 지정 (방향재지정)

• A > B : A의 stdout을 파일 B로 연결

• A < B : B stdout을 파일 A로 연결

• A >> B : append mode로 기존 데이터를 지우지 않고 추가됨

• 사용 예

  sort < names.txt

  ls > filelist1.txt ( > = 1>)

  strace ls 2> strace.txt (stderror, 2 (error 출력)을 txt에 저장)

Cat

stdout과 파일을 자유롭게 연결해주는 기본 필터

• 용도 - 파일의 내용을 stdout으로 출력
• 용도 - stdin의 입력을 redirection해서 파일로 출력하는 용도

In

make links

• 하드 링크 (hard link)
• 심볼릭 링크 (symbolic link, symlink, -s)

용도

• library 버전 관리
• build 시 정적 빌드시 용량을 많이 차지함. 대신 동적 빌드 o

개념 - 파일 저장 (i-node와 link)

file은 파일 경로와 데이터로 구성되어 있다.

file의 데이터에 접근할 때,

i-node를 통해서 하드웨어에 저장된 실제 데이터를 접근한다.

파일 경로로 부터 i-node를 연결하는 기능이 필요하고 이를 hardlink라 한다.

따라서 File을 복제 하였을 때,

데이터가 복사되어 새로운 하드웨어 메모리를 차지하는 것이 아니라,

같은 i-node를 가리키는 hardlink가 추가로 생성되어 추가 메모리를 소요하지 않는다.

symlink는 완전히 다른 파일로, 단지 특정 파일의 경로를 가리키는 기능을 한다. (윈도우의 파일 및 폴더 바로가기 생성)

i-node (i-num)

파일의 메타 정보를 가지고 관리하는 객체

• 시간 관련 정보, 사이즈, 소유권, 권한 … 등
• 파일은 고유의 i-node를 1개 가지고 있다.
• i-node는 disk partition(volume) 내에서만 유효한 식별자다.
• 다른 disk에서 i-node는 의미 없는 번호

hard link

• ln [original file] [hardlink file]
• same i-node를 가리키므로 동일(실체 파일과 하드링크파일이)ㅇ션파티티에내서에만 능가
• regular file(일반 파일, 데이터 실체를 가진 파일)에만 생성이 가능함.
• unregular file (directory, device file) 등은 생성이 불가능함

symbolic link (symlink)

• ln -s [original file] [symlink file]
• ln -sr hello.txt ../symhello.txt
• 기능: 위치(path)만 가리키므로 다른 파티션, 모든 종류의 file에 생성
• 권한: 777, 의미는 없다
• bronken error방지
  • symlink 생성시 [original file]의 경로를 입력한 그대로 연결하기 때문에, symlink 폴더 위치로 이동해서 symlink 폴더 위치를 기준으로 [original file] 경로를 지정해주어야 한다.

readlink

readlink [-fe]

symlink의 canonical path 식별

• symlink → symlink → … → symlink → hardlink
  • readlink -f : 마지막 링크를 제외하고
  • readlink -e : 전체 링크

개념 - canonical

canonical : 실체화, 실체를 가지는 standard, official의 의미를 가짐

../../와 같은 상대 주소는 cwd에 따라 가르키는 위치가 달라짐

. (현재 디렉토리, cwd)가 정의되면 cwd를 기준으로 ../../를 official한 값으로 해석할 수 있다.

(A의) 옆집과 같이 A나 B가 정해져야만 official한 의미가 되는 경우, 상대적인 의미를 해석한 뒤 standard, official의 대상을 한정하는 행위를 canonicalization이라고 표현한다.

symlink는 실체를 가리키는게 아니기 때문에 따라가기 전에는 대상을 한정할 수 없다. 그러므로 순차적으로 따라가야 canonical path를 알 수 있게 된다.

which

which [commend]

• PATH에 존재하는 파일을 검색
• 명령어가 어디있는지 알야 할 때 사용

차로 변경 안전성 향상을 위한 Responsibility-Sensitive Safety(RSS) 기반 확률론적 충돌 위험도 추정

https://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE11220037

Scenario 1: 전측방 차량 사이로 차선 변경

전략

• Target1의 양보 의도 판단 후 위험도 감소
• Target2의 위험도를 줄이기 위해 자차 감속 후 차선변경 시도

관측

Scenario 2: 차선 변경 중 후측방 차량의 가속으로 차선변경 취소

전략

• 추월하는 Target1이 지나간 이후 차선 변경 시도 (위험도 0.2)
• 차선변경 중 Target2 감지하여 차선 변경 취소 동작 작동 (위험도 0.6)

Scenario 3: 차선 종류에 따른 차선 변경 차이

전략

• 타겟의 종류를 인지하여 종류에 따른 RSS parameter를 업데이트
  • 대형차 인식 시 RSS parameter의 반응시간 증가, 제동력 감소로 충돌 안전거리 증가
  • 대형차 인식 충돌 위험도 증가로 중형차 보다 안전한 차선 변경 시도

Motion Planning and Control

우버에서 제안한 Autonomous Vehicle diagram Process

Perception

1. Sensors
   • LiDAR
   • Radar
   • Cameras
   • GPS
   • IMU
   • Encoders
2. Maps & Localization : 위치 추정
3. Perception : 센서를 통해 감지된 사물을 분류하고 인지하는 것
   1. Line Detection
   2. Traffic Light
   3. Trafftic Sign
   4. Object Detection
   5. Free Space Detection
4. Prediction : 인식된 물체의 의도를 파악하고 주행 경로를 예측하는 것

Control

1. Input Destination : 목적지를 입력
2. Routing : 목적지까지 가는 길 (Global Planning)
3. Motion Planning : 인지 정보를 활용하여 안전하고 편안한 경로를 계획하는 것
   1. 인지 정보: 교차로, 우회전 상황, 보행자가 횡단번호를 지나가지 않는 상황
   2. 움직임 계획: 정지선 앞에서 일시정지, 사람이 없으면 천천히 지나가!
4. Vehicle Control
   1. 수많은 외란을 핸들하는 제어기 설계 필요
5. Actuators
   1. Accelerator
   2. Brakes
   3. Steering
   4. Signals

Nosize 제거 기법 (Smoothing)

• Neighborhood of a pixel
• Image Averaging
• Convolution
• Gaussian Blur
• medianBlur (for Salt&pepper noise)
• bilaterFilter (경계선을 제외하고 블러링)

edge는 물체의 경계인 경우가 많으므로 edge 추출 → 물체 추출을 수행할 수 있음

정의

• 에지 화소: 영상 함수의 밝기가 급격하게 변하는 화소
• 에지 : 연결된 에지 화소의 집합

타입

• 계단 에지 : 이상적인 에지
• 비탈 에지 : 일반적인 디지털 영상의 경계에서 나타나는 노이즈 현상
• 지붕 에지 : 영역을 지나는 선

Finding Edges

• Dirivatives in Continuous Domain
  • 이론 정리 필요

Sobel Filter

→ 멀리 있는 픽셀 값보다 가까이 있는 픽셀 값이 더 중요하다는 논리

Canny Edge Detector

→ sobel filter의 단점 (굵기 변화, 노이즈)를 개선하는 방법

key idea

1. Non-Maximum Suppression: thining the edges

→ blur한 영역의 에지들을 제거

• 수평, 수직 미분값의 벡터합으로 gradient 계산 → 같은 방향(기울기)(=같은 gradient) 값을 가진 인접 픽셀들의 크기를 비교하여 가장 큰 픽셀만 에지로 남김

1. Double Threshold

→ 노이즈로 인한 false positive 제거

commend

이진화

→ 문턱값을 기준으로 픽셀을 분류한 결과에 따라 값을 재설정하는 작업

→ 이미지 내 관심 객체를 추출

단일 문턱치 처리

• 전역적 문턱치: 단일 문턱치 사용
• 가변적 문턱치: 영상 내 각 영역에 따라 다른 문턱치 값을 적용

threshold function

flags

adaptiveThreshold

→ pixel마다 적절한 thrshold를 자동으로 구함 기준: 이웃한 픽셀의 평균값에 -C 더한 값

flags

inrange

→ 2개의 문턱값 설정하여 안 범위에 든 픽셀 추출

→ HSV 컬러 영역에서 H값으로 이진화

mopology

→ 팽창, 침식의 과정을 연속으로 수행

노이즈 제거, 객체 추출을 위해 사용됨

flags

image, video, drawing

image read, write, display

Video display

Drawing on a frame

color

flags

• COLOR_2
  • e.g. COLOR_BGR2RGB

split

Region of Interest

• 주의점 원본과 동일한 데이터를 가리키는 포인터로 기능하므로

관심 영역에 대한 데이터 변경 시 원본 데이터가 변경됨

Mat

• Mat Object
• images in OpenCV are stored in a Mat Object

consists of

• header
• a pointer to the matrix containing pixel values

주의점

• mat은 body data를 가리키는 포인터로 동작함

→ 복사시 동일한 body data를 가리키는 것을 원하지 않을 경우 변수명.clone() 함수를 사용

Image Types

Type of Mat object

• 이진 데이터를 해석하는 방법을 정의함

Represent

• CV_C<#Channel>
  • e.g. CV_8UC3: 8-bit/pixel , 3 channel

Pixel Type

• BGR (default)
• GRAYSCALE
• HSV
• YUV
• …

Creating Mat

• Mat M;

• Mat M (rows, colums, pixel_type);

• Mat M (rows, colums, pixel_type, Scalar(initial_value));

• Mat M (Size(colums, rows), pixel_type, Scalar(initial_value));

• body data는 RGB가 아닌 BGR로 저장된다.

→ Scalar(B value,G value,R value)

Accessing Information

Access to Mat Information

• Mat.type() - return data type
• Mat.depth() - return number of bytes for a matrix element

Access to Mat Pixels

• Mat.at (row,col)[channel] : returns a pointer to the image data

Mat Size

Size = #colums * #rows *#channels * channel depth

• Mat.colums
• Mat.rows
• Mat.channels
• Mat.elemSize1 - 채널당 비트수
• Mat.elemSize - 한 픽샐당 크기(채널수 * 비트수)

Pointer

• src(원본 데이터)와 dst(복사 데이터)의 body data 공유 (shallow copy)
• 원본 데이터를 공유하지 않고 독립적으로 할당하는 방법 필요 (deep copy)
  • 기억장소 추가 할당 + 이미지 데이터 복사
  • clone()
  • copyTo(Mat)