ROS1 Master 관리 프로그램

여러 ROS Master를 동시에 운영하는 환경

• Master A, Master B, Master C... 각각 독립 운영
• 특정 노드를 다른 Master로 옮기고 싶을 때가 있음
• 각 Master의 상태를 일일이 확인해야 함

3. 노드 복사

• Master A의 노드를 Master B에도 등록
• 원본은 유지하면서 복사

계층 분리

• Unity: 화면 표시 + 사용자 입력
• Python: Master 제어 로직
• ROS: 실제 로봇 시스템

멀티스레드 처리

• 8개 스레드 병렬 실행
• 각 스레드가 약 32개 IP 담당
• Queue로 결과 수집

ROS Master RPC API 사용

# Master에 접속
rosobj = xmlrpclib.ServerProxy(master_uri)

# 전체 시스템 상태 요청
code, msg, systemState = rosobj.getSystemState(caller_id)

# systemState에 포함된 정보:
# - Publishers: 어떤 노드가 어떤 토픽 발행
# - Subscribers: 어떤 노드가 어떤 토픽 구독

수집 정보

• 노드 목록: /camera_node, /control_node...
• 토픽 목록: /image, /cmd_vel...
• 토픽 타입: sensor_msgs/Image...
• Publisher-Subscriber 관계

시나리오

Step 1: 검증

# 두 노드가 같은 토픽을 사용하는지 확인
if beforeNode.pub_topic != afterNode.pub_topic:
    return False  # 발행 토픽 다름
if beforeNode.sub_topic != afterNode.sub_topic:
    return False  # 구독 토픽 다름

Step 2: 새 노드 등록

# Master A에 new_node 등록
for topic in afterNode.pub_topic:
    beforeNodeMaster.registerPublisher(...)
for topic in afterNode.sub_topic:
    beforeNodeMaster.registerSubscriber(...)

Step 3: 기존 노드 제거

# Master A에서 old_node 제거
for topic in beforeNode.pub_topic:
    beforeNodeMaster.unregisterPublisher(...)
beforeNode.stop()  # 프로세스 종료

Step 4: 연결 업데이트

# Subscriber들에게 Publisher 변경 알림
afterNode.publisherUpdate(topic, new_publishers)

발견한 핵심

• publisherUpdate() 메서드 존재
• Subscriber에게 강제로 새 Publisher 알릴 수 있음
• 이걸로 무중단 전환 구현

동작

구현

def Copy_Node(target_master, target_node):
    # target_master에 등록만 함
    RegistNode(target_master, target_node)
    # Publisher 정보 업데이트
    DiffApply(target_master, target_node)
    # 원본 노드는 그대로

활용

• 하나의 센서 데이터를 여러 곳에서 사용
• 각 Master가 독립적으로 처리

화면 레이아웃

RosNode.cs

// 드래그 시작
public void OnBeginDrag(PointerEventData eventData) {
    clone = Instantiate(gameObject);  // 복제본 생성
    clone.transform.SetParent(canvas.transform);
}

// 드래그 중
public void OnDrag(PointerEventData eventData) {
    clone.transform.position = eventData.position;  // 마우스 따라감
}

// 드롭
public void OnEndDrag(PointerEventData eventData) {
    var slot = hit.GetComponent<RosSlot>();
    if (slot.SlotFilled) {
        // 기존 노드 있음 → changeNode
    } else {
        // 빈 슬롯 → copyNode
    }
}

UDP Socket 사용 이유

• 가벼움 (TCP보다 오버헤드 적음)
• 명령-응답 구조에 적합
• 로컬 환경이라 패킷 손실 없음

메시지 형식

# 노드 전환 요청
Unity → Python:
"changeNode/old_node/new_node/192.168.5.100/192.168.5.101"

Python → Unity:
"clear!!" (성공) 또는 "diff!!" (실패)

# 노드 복사 요청
Unity → Python:
"copy_node/192.168.5.100/192.168.5.101/node_name"

비동기 처리

• Unity: 별도 스레드에서 UDP 처리
• Python: 메인 루프에서 명령 대기
• Queue로 스레드 간 데이터 전달

UDP 서버

class DEReceiver:
    def __init__(self, ip, port):
        self.sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    
    def act(self):
        # Unity에서 명령 수신
        data, addr = self.sock.recvfrom(1024)
        func = data.split('/')
        
        # 해당 함수 실행
        result = getattr(self, func[0])(func)
        
        # 결과 전송
        if result != "":
            self.sock.sendto(result, addr)

명령 처리

• check_master_ip: Master 탐색
• changeNode: 노드 전환
• copy_node: 노드 복사

문제 상황

원인

• Subscriber는 old_node만 알고 있음
• new_node로 자동 연결 안 됨

해결: DiffApply 함수

def DiffApply(target_master, target_node):
    # 1. 새 Publisher URI 리스트 생성
    publishers = [node.node_uri for node in pub_nodes]
    
    # 2. Subscriber에게 강제 알림
    target_node.publisherUpdate(topic, publishers)
    
    # 3. Publisher도 준비시키기
    for pub_node in publishers:
        pub_node.requestTopic(topic)

문제

• UDP 수신이 블로킹됨 → 화면 멈춤
• Unity는 메인 스레드만 UI 접근 가능

해결

// 별도 스레드: UDP 처리
private void RunClientThread() {
    while (loop) {
        received = udpClient.Receive(ref srv);
        srv_q.Enqueue(received);  // Queue에 저장
    }
}

// 메인 스레드: UI 업데이트
void Update() {
    if (srv_q.Count() > 0) {
        string data = srv_q.Dequeue();
        UpdateUI(data);  // 여기서만 UI 조작
    }
}

Queue 사용

• 스레드 안전한 데이터 전달
• 메인 스레드는 블로킹 없이 UI 처리

증상

• 노드 전환 후 Subscriber A는 OK
• Subscriber B는 타임아웃

디버깅

# 처음 시도
def DiffApply(target_master, target_node):
    target_node.publisherUpdate(topic, publishers)
    # 이것만 하면 일부만 성공

# 개선
def DiffApply(target_master, target_node):
    target_node.publisherUpdate(topic, publishers)
    
    # 이거 추가하니까 100% 성공
    for pub_node in publishers:
        pub_node.requestTopic(topic)

원인

• publisherUpdate()는 알리기만 함
• requestTopic()으로 TCPROS 준비 필요

사용성

• 직관적인 UI
• 학습 시간 거의 없음
• 실시간 상태 확인

1. ROS1 전용

• ROS2는 구조가 다름 (Master 없음)
• 이 방식으로는 못 함

2. 모니터링 부족

• 노드 상태만 표시
• 실제 토픽 데이터는 안 보임
• CPU/메모리 사용량 없음

3. 로컬 전용

• 같은 네트워크에서만 사용
• 외부 접근 불가

ROS 내부 구조 이해

• Master RPC API 직접 사용
• TCPROS 프로토콜 이해
• Publisher-Subscriber 메커니즘

분산 시스템 경험

• 여러 Master 상태 동기화
• 네트워크 통신 설계
• 에러 처리 전략

풀스택 개발

• Python 백엔드
• Unity 프론트엔드
• UDP 통신 연결

상황

• ROS Master API 문서: 기본 설명만
• 노드 이동 예제: 전혀 없음
• 가능한지조차 모름

접근 방법

1. ROS 소스코드 분석
2. 다양한 API 조합 실험
3. publisherUpdate() 발견
4. 추가로 requestTopic() 필요 파악

결과

• 문서에 없는 기능 구현
• 깊은 이해 획득

만든 것

• 여러 ROS Master 통합 관리 툴
• 드래그앤드롭 노드 전환/복사

핵심 기술

• ROS Master RPC API 직접 제어
• Unity-Python UDP 통신
• 멀티스레드 네트워크 스캔

성과

• 작업 시간 대폭 단축
• 설정 오류 제거
• 직관적인 UI

배운 것

• 분산 시스템 설계
• 문서 없이 문제 해결
• 풀스택 개발 경험