Data Sharing Architecture for an Effective Implementation of Underwater Robot S/W Framework

An underwater robot S/W framework consists of various sub-modules such as sensory data processing module, thruster control module, cognition module and behavior control module. Performance of a robot is determined by not only the efficiency of algorithms used but also effectiveness of their implementations. One most important factor of the effective implementation is the efficiency of data sharing module, as it transmits signals and data between the sub-modules and thus is directly related to the cycles of sensing and control The ideal data sharing module enables immediate access to any data source irrespective of system configurations. In reality, however, there are lots of obstacles including limitation of processing capacity of source modules, delay over network, and scheduling latency of operating systems. The paper proposes a new data sharing architecture and programming models to effectively handle such obstacles in implementation of underwater S/W framework on a small scale distributed computing system.

효과적인 수중로봇 S/W 프레임웍 구현을 위한 데이터 공유구조

수중로봇 S/W 프레임웍은 센서 데이터 처리, 추진기 제어, 인지 및 행위 제어 등의 다양한 하위모듈로 구성된다. 로봇의 성능은 알고리즘 자체의 우수성 뿐 아니라 그 구현에도 큰 영향을 받는데, 효과적인 구현에 가장 큰 영향을 미치는 부분 중의 하나는 모듈간의 신호 및 데이터 전달을 담당하여 센싱 및 제어 주기에 영향을 주는 데이터 공유 모듈의 효율성이다. 이상적인 데이터 공유 모듈은 시스템의 H/W 및 S/W 구성에 상관없이 데이터 싱크로부터 데이터 소스에 지연 없이 접근할 수 있게 해야 한다. 그러나 실제에 있어서는 시스템 구성 특성에 의한 데이터 소스 모듈의 접근 처리 용량 한계, 네트워크 지연 및 운영체제의 스케쥴링 등으로 인하여 다양한 접근 지연이 요인이 존재한다. 본 논문은 수중로봇과 같이 소수의 컴퓨터로 이뤄진 소규모 분산시스템에서 이러한 접근 지연을 효과적으로 처리하기 위한 데이터 공유 모듈 구조 및 프로그래밍 모델을 제안하고 있다.