Architecture Système

Architecture Système

1. Vue d'ensemble

L'architecture logicielle de GERO est conçue selon un modèle de couches découplées. Cette approche garantit que les processus de haute intensité calculatoire (Perception) n'interfèrent pas avec les boucles de contrôle critiques en temps réel (Motion Control). L'isolation des modules permet une maintenance simplifiée et une robustesse accrue lors des tests en environnement complexe.

2. Répartition de la puissance de calcul

L'unité de calcul embarquée du G1 (100 TOPS) est exploitée de manière asymétrique pour optimiser les performances :

• NPU / GPU (70%) : Dédié exclusivement aux Vision Transformers (ViT). Ce bloc gère l'analyse sémantique de l'espace, la segmentation d'instances et la reconnaissance des flux de passage.
• CPU Core 0-3 (20%) : Gestion de la logique de décision de haut niveau, des machines à états finis (FSM) et des protocoles de communication réseau.
• CPU Core 4-7 (10%) : Couche d'interface avec le SDK Unitree, gestion des flux de données DDS et télémétrie système.

3. Flux de données et Communication (DDS)

Le système utilise le protocole Data Distribution Service (DDS) via le middleware CycloneDDS. Ce choix permet une communication asynchrone à très faible latence entre les différents modules.

Module	Entrée (Input)	Sortie (Output)	Fréquence Cible
Perception	Flux LiDAR + Caméras RGB-D	Vecteurs d'objets / Grille d'occupation	15 - 30 Hz
Decision	Données Perception + Tactile	Primitives de mouvement / États HRI	100 Hz
Control	Primitives de mouvement	Commandes moteurs (Torque / Position)	500 - 1000 Hz

4. Couche d'Abstraction Matérielle

Le développement suit une méthodologie "Simulation-First".

1. Digital Twin : Un modèle URDF/XML exact du G1 est maintenu dans MuJoCo.
2. Virtual Bridge : Les algorithmes envoient des commandes à un contrôleur abstrait.
3. Hardware Dispatcher : Ce module redirige les commandes soit vers le moteur de simulation MuJoCo, soit vers les drivers physiques du robot réel, sans modification du code source de haut niveau.

5. Intégrité et Redondance

• Watchdog Timer : Un processus indépendant surveille la santé des couches Decision et Control.
• Fail-safe : En cas de saturation CPU ou de latence réseau excessive, le robot bascule automatiquement sur un mode de maintien d'équilibre statique autonome géré par le firmware constructeur.