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Nnous devons d’abord clarifier quelques concepts clés et approcher la solution étape par étape.
GEMs et NITROS:
- GEMs (GPU-Enabled Modules) sont des modules ou des packages logiciels conçus pour s’exécuter sur des GPU, notamment ceux de NVIDIA, pour accélérer diverses tâches computationnelles, y compris dans le domaine de la robotique et de l’IA.
- NITROS (NVIDIA Isaac ROS) est un ensemble de bibliothèques et de SDK qui permet l’intégration d’applications robotiques avec l’écosystème NVIDIA, y compris l’exploitation des capacités des GPU. NITROS sert de pont entre les applications ROS (Robot Operating System) et les technologies NVIDIA, offrant des optimisations et des fonctionnalités spécifiques aux GPU.
ROS 1 Noetic et Jetson AGX Orin:
- ROS 1 Noetic est l’une des dernières versions de ROS 1, un framework de programmation pour le développement de logiciels pour robots. Noetic est spécifiquement conçu pour fonctionner sous Ubuntu 20.04.
- Jetson AGX Orin est un ordinateur compact et puissant de NVIDIA destiné à l’IA de bord et aux applications robotiques. Il est très apprécié pour sa capacité à exécuter des charges de travail d’IA intensives.
Fonctionnement du Pont NITROS sur GEM pour ROS 1 Noetic
1. Problème avec NITROS sur Jetson: Si NITROS Bridge n’est pas directement supporté sur Jetson AGX Orin, la première étape serait de vérifier si des solutions alternatives ou des mises à jour ont été développées par NVIDIA ou la communauté. NVIDIA met régulièrement à jour ses SDK et il est possible qu’une nouvelle version ou un patch puisse résoudre ce problème.
2. Alternatives: En l’absence de support direct pour NITROS sur Jetson AGX Orin, une approche pourrait consister à utiliser des conteneurs Docker pour émuler un environnement compatible ou à explorer des ponts ROS alternatifs qui peuvent faciliter la communication entre ROS et les applications NVIDIA sans utiliser directement NITROS. Des solutions telles que ros1_bridge
peuvent offrir une méthode pour la communication entre ROS 1 et ROS 2, ce dernier étant potentiellement plus compatible avec l’écosystème NVIDIA.
Rendre un GEM non-NITROS:
La facilité de conversion d’un GEM pour qu’il ne dépende pas de NITROS dépend de la complexité des dépendances NITROS du GEM et de la disponibilité des fonctionnalités équivalentes dans ROS ou d’autres bibliothèques. Certains GEMs peuvent utiliser des fonctions spécifiques à NITROS pour l’accélération GPU ou pour des fonctionnalités de robotique avancées qui n’ont pas d’équivalents directs dans ROS ou d’autres SDK.
Pour développer une solution technique visant à exécuter un GEM (GPU-Enabled Module) sur un système ROS 1 Noetic avec un Jetson AGX Orin sans utiliser NITROS directement, nous allons explorer une stratégie en plusieurs étapes. Cette solution se concentrera sur l’utilisation de conteneurs Docker pour créer un environnement compatible et sur l’adaptation du GEM pour qu’il fonctionne sans dépendances NITROS spécifiques.
Étape 1: Configuration de l’Environnement avec Docker
1.1 Installation de Docker sur Jetson AGX Orin:
- Commencez par installer Docker sur votre Jetson AGX Orin. NVIDIA fournit des images Docker préconfigurées pour Jetson, ce qui facilite l’exécution de conteneurs optimisés pour l’architecture ARM.
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker.io
1.2 Configuration de Docker pour utiliser des conteneurs NVIDIA:
- Installez le package NVIDIA Container Toolkit pour permettre à Docker de reconnaître et d’utiliser les capacités GPU du Jetson AGX Orin.
distribution=$(. /etc/os-release;echo $ID$VERSION_ID)
curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-docker/gpgkey | sudo apt-key add -
curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-docker/$distribution/nvidia-docker.list | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/nvidia-docker.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y nvidia-docker2
sudo systemctl restart docker
1.3 Création d’un Conteneur Docker pour ROS Noetic:
- Utilisez une image Docker de ROS Noetic comme base. Vous pouvez trouver ou construire une image adaptée qui inclut les bibliothèques et les outils nécessaires pour votre application ROS.
FROM ros:noetic-robot
# Installez les dépendances supplémentaires nécessaires pour votre GEM et votre projet ROS
RUN apt-get update && apt-get install -y \
votre-paquet1 \
votre-paquet2 \
...
# Assurez-vous que le conteneur utilise le GPU
ENV NVIDIA_VISIBLE_DEVICES all
ENV NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES compute,utility,graphics
- Construisez votre image Docker et lancez le conteneur.
docker build -t ros-noetic-gem .
docker run --rm -it --gpus all ros-noetic-gem
Étape 2: Adaptation du GEM pour ROS sans NITROS
2.1 Analyse des Dépendances NITROS:
- Identifiez les composants spécifiques de NITROS utilisés par votre GEM. Cela peut inclure des bibliothèques d’accélération GPU, des outils de simulation ou des intégrations spécifiques à l’écosystème NVIDIA.
2.2 Recherche d’Alternatives:
- Pour chaque dépendance NITROS identifiée, recherchez une alternative compatible avec ROS ou une autre bibliothèque qui offre une fonctionnalité similaire. Par exemple, si votre GEM utilise des fonctions d’accélération GPU spécifiques à NITROS, explorez des bibliothèques comme CUDA, OpenCV avec support GPU, ou Vulkan pour les remplacer.
2.3 Modification du Code:
- Modifiez le code du GEM pour remplacer les appels de fonctions NITROS par leurs équivalents dans les bibliothèques alternatives choisies. Cela peut nécessiter une refonte partielle du code pour s’adapter aux interfaces et aux modèles de programmation des nouvelles bibliothèques.
2.4 Test et Optimisation:
- Testez le GEM modifié dans votre environnement Docker sur Jetson AGX Orin pour vous assurer qu’il fonctionne correctement avec ROS 1 Noetic. Surveillez les performances et l’utilisation des ressources pour identifier les besoins en optimisation.
2.5 Documentation et Contribution:
- Documentez les modifications apportées et les processus d’installation. Considérez la possibilité de partager vos découvertes et votre code modifié avec la communauté pour aider d’autres personnes confrontées à des défis similaires.
Cette solution implique une combinaison de configuration système avancée et de développement logiciel pour adapter un GEM à un environnement ROS 1 Noetic sur Jetson AGX Orin sans dépendre directement de NITROS. Cela peut nécessiter une expertise technique considérable, mais c’est une approche viable pour intégrer des technologies avancées de NVIDIA dans des projets ROS, même en l’absence de support direct pour NITROS.