Path Planning and Control for 4WISD Mobile Robot
4WISD 로봇의 안정적인 주행을 위한 경로 계획 및 주행 연구
속도 연속성을 보장하고 ICR(Instantaneous Center of Rotation) 변화가 최소화되도록 하는 4WISD 모바일 로봇의 경로 생성 방법을 연구한다. ICR이 급격히 변할 경우 각 바퀴의 조향각과 속도가 급격히 변해 주행이 불안정해질 수 있으므로, 경로 생성 과정에서 ICR 변화를 최소화하여 안정적이고 부드러운 주행이 가능하도록 한다.
시작점과 목표점이 주어지면 RRT* 알고리즘을 이용하여 waypoint 를 생성하고, 이를 기하학적 경로 최적화를 통해 연결하여 경로 를 생성한다. 이후 kinodynamic 최적화를 통해 로봇의 동역학 제약을 고려하면서 를 추종하는 trajectory를 생성하고, 이 과정에서 ICR 연속성을 유지하도록 경로를 최적화한다.
kinodynamic 최적화를 통해 생성된 글로벌 경로를 기준으로 로봇을 구동하는 로컬 플래너를 개발한다. 경로 추종 과정에서 발생하는 추적 오차를 실시간으로 감지하고 보정하여 초기 경로를 안정적으로 추종하도록 하며, 이를 통해 ICR의 연속성을 유지하고 주행 중 발생할 수 있는 급격한 조향 변화와 주행 불안정을 최소화하는 주행 제어 기법을 구현한다.
Autonomous Robot Racing Competition
세계 최초 8대의 자율주행 차량을 이용한 Robot Racing 대회
해외 유명 자율주행 대회들은 실물 차 수준의 크기로 매우 빠른 속도로 경쟁을 한다. 그러나 실
제 레이싱과 다르게 최대 2대의 차량만이 함께 트랙을 달리며 서로의 승패를 가른다. “자율주행
로보레이싱 대회”는 세계 최초로 8대 이상의 자율주행 차량이 동시에 트랙을 달리며 실제 레이싱
과 비슷하게 정해진 바퀴수를 먼저 완주하면 우승하는 경기이다. 여러 대의 차량이 동시에 달리
는 만큼 훨씬 많은 변수가 존재하고, 서로가 서로의 장애물 역할을 하며 충돌을 회피하며 끝까지
주행하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 “자율주행 로보레이싱 대회”에 출전하기 위해 object
detection, local path planning, low-level control을 모두 통합한 레이싱 알고리즘을 개발한다.
