[ROS2] Behavior Tree 기초 개념 이해

Out Line : 

Behavior Tree 기초 개념 이해

What ?

Behavior Tree - 작업 실행 흐름을 제어하는 계층적 노드 트리

Why ? 

복잡한 "행동 선택"이나 "결정 흐름"이 필요한 모든 상황에 대한 행동 및 판단을 하기 위해

Where?

• 응용 분야 : Robot , Game, 자율 주행, 시뮬레이션,AI 등
• https://github.com/BehaviorTree/BehaviorTree.ROS2

GitHub - BehaviorTree/BehaviorTree.ROS2: BehaviorTree.CPP utilities to work with ROS2

FSM 과는 무엇이 다른가? 

* FSM : 상태 기반의 동작 제어( 단방향제어 전달 )로 단순 작업에는 유용하지만 규모가 커지고 복작한 작업에는 다소 문제가 존재 (전이 조건 중복, 상태 제어 수 많아짐, 확장의 어려움 )

Behavior Tree 는 계층적 흐름과 중첩 제어, 노드 삽입 등을 통하여 이러한 문제점을 다소 해결할 수 있다.

 

Tick - Root Node 에서 Leaf Node 까지 트리를 통해 전달하는 신호 (스케줄러의 호출 신호)

• Tick 신호를 수신한 Node는 콜백을 실행하여야하며 다음 중 하나를 반환해야함.
  • Success : 성공
  • FAILURE : 실패
  • RUNNING : 진행
• Type of Tree Node

• Control Node
• Decorator Node
• Leaf Node
  • Condition Node
  • Action Node

• Control Node - 하나 이상의 Child Node를 가지며 tick을 전달하고 실행 순서와 조건을 제어하는 노드
  • Sequence , Fallback, Parallel, Sequence Star
• Decorator Node - 하나의 자식 노드를 가지며, tick 전달 방식 또는 자식의 결과 상태를 변경 하거나, 조건 또는 반복/지연 등의 부가 기능을 수행하는 Node
  • Inverter,ForceSuccess, ForceFailure, Repeat,RetryUntilSuccessful,KeepRunningUntilFailure,Delay,RunOnce
• Leaf Node - 실제 동작 또는 조건 체크가 되는 Node
• Condition Node - 현재 상태를 판단 및 체크 하는 Leaf Node 반환 시 RUNNING 상태는 불가
• Action Node - 동작 실행 Leaf Node

Sequence(Control Node) - Child Node를 차례로 실행하고 모두 성공하면 SUCCESS를 반환 , 순차적으로 자식이 SUCCESS를 반환하는 동안은 RUNNING 상태

Fallback(Control Node) - Child Node 를 순서대로 실행 시키며 실패하면 다음 Child Node로 Tick , 성공 하면 SUCCESS를 반환 하고 즉시 종료, 모든 Child Node 가 FAILURE를 반환 하면 FAILURE 반환

 

Reference : 

https://www.behaviortree.dev/docs/intro