[SLAM] 양정연 교수 SLAM 강의 3강. Differential Drive Kinematics

2021.4.2. 13:02

 

안녕하세요

프로그래밍을 배우는 빛나는 샤트입니다.

 

SLAM 강의 3번째. Differential Drive Kinematics

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*이 포스팅은 목원대학교 양정연 교수님의 SLAM강의 유튜브 영상을 보고 제작되었음을 밝힙니다.

출처: www.youtube.com/playlist?list=PL3Ax8f2laJ6vU449FdgWlVl2VtizhDIfj

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<Differential Drive Kinematics>

- 캐스터 바퀴: 보조 바퀴이며 로봇 앞뒤에 붙어있다. Yaw, 바퀴 회전 축 사이에 offset이 있어야 좌우 회전까지 된다.
- 캐스터 바퀴가 많을수록 안정적이다. 지면이 울툴불퉁하게 된다면 동력 전달이 잘 안될 수 있으니 안 좋을 수 있다.
-> 모바일 로봇의 경우 캐스터 바퀴가 매우 중요.
(실제 모바일 로봇의 캐스터 바퀴가 불안정해서 로봇 자체가 불안정하게 구동할 수 있다)
-> 캐스터 바퀴에는 스프링이 들어가는 것이 좋다.

*Slip현상: 로봇의 바퀴가 헛도는 현상. 무게가 가벼울 때 자주 발생.

 

*빨간 지점의 속도: 좌측 속도와 우측 속도의 평균으로 표현 가능
*두 개의 속도가 다르면 각속도w가 추가.

 

<Differential Drive Kinematics>

- 새로운 회전 중심 회전축(ICC:Instantaneous Center of curvature)
- v = wxr을 이용해 v_L, v_R을 구할 수 있다.

 

 

 

- v_L, v_R을 알고 있을 때 w,v를 표현하는 방법

1) v_L = v_R이면 w=0이다. 즉, v = v_L=v_R
2) v_L = -v_R이면 왼쪽바퀴는 앞으로 오른쪽바퀴는 뒤로 가는 사례. v=0(제자리 회전)
3) v_L=0(v_R은 0이 아니다). 왼쪽 바퀴 고장. 회전과 이동이 동시에 일어난다.

 

 

- R은 크게 의미는 없지만 구할 수 있다.

 

행렬로 표현 가능.

- v_L = w_L X r = w_L*r (둘 사이의 각도가 90도 이므로)
- 역행렬을 통해 w_L, w_R을 구할 수 있다.
- 아래 그림 처럼 만약 회전없이 직진만 하고 싶다면 w=0을 대입해 행렬을 풀면 w_L, w_R을 구할 수 있다.

 

💡강의 후 느낀 점

모바일 로봇에서 보조바퀴로 사용되는 '캐스터 바퀴'에 대해 배웠고 많을수록 안정성은 올라가지만 표면 거칠기에 따라 헛돌 수 있다는 점에서 적절한 수를 적용해야 한다는 점을 알게됨.

바퀴 속도와 각속도에 관한 식을 정리.

수식으로 정리한 내용을 행렬로 표현해서 간단하게 구할 수 있었다. (행렬 표현 가능 이유는 각속도와 바퀴 속도 방향이 90므로)

 

 

 

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