| 연구내용 및 범위 |
구동시스템 개발○ 복합환경 구동 메커니즘 설계- CSTW 메커니즘과 일반 wheel 메커니즘의 모드 변환이 가능한 메커니즘을 설계하여 라스트마일 배송 시나리오를 구현○ 메커니즘 역학 분석- 택배 물품의 가반하중이 가해졌을 때, 필요 등반속도, 주행속도, 모드변환 등을 구현할 수 있는 시스템 역학 분석 진행- 다양한 택배 배송 조건에서 게단 등반 시 최적의 경로를 생성할 수 있는 CSTW trajectory 기구변수 설계 및 시뮬레이션 검증○ 시제품 상세 설계- CSTW 메커니즘과 일반 wheel간의 모드 변환이 가능한 주행 장치 상세 설계- 역학 해석 기반으로 최적 액추에이터 및 기구변수 선정- 제어부 하드웨어 설계 및 사용성을 고려한 인터페이스 디자인 진행○ 성능 평가 지표 조사/분석- 계단 등반의 안정성을 분석할 수 있는 성능 지표를 조사- 조사된 지표를 분석하여 라스트마일 배송이 적합한 지표를 선정- 선정된 지표는 최종 실험 결과를 이용하여 분석 진행○ 실환경 테스트가 가능한 시제품/테스트벤치 제작- 라스트마일 배송 시나리오를 고려하여 실환경 모사 테스트벤치를 구현 및 제작 진행- 1차년도에 진행된 설계안을 바탕으로 시제품 제작, 설계 변경 및 최종 시제품 설계안 확정 및 조립 완성 ○ 제어부 하드웨어 제작- CSTW 구동, 일반 wheel 구동, 모드 변환을 위한 액추에이터 구동용 제어부 하드웨어 제작- 네비게이션을 위한 센서 시스템과 연동할 수 있는 하드웨어 구현- 사용이 편한 user interface 템플릿 구성 및 작성○ 테스트벤치에서의 실험 진행 및 결과 분석화물 적재 균형 유지 장치 및 제어 기술 개발○ 기본 설계- 계단 주행 중 배송 물건의 무게중심을 동력 축 위에 일정한 자세로 유지시키기 위해 직선 운동 관절을 지닌 2축 짐벌 기구부 설계- 계단 극복 운동의 특성 상 pitch 회전 운동이 가장 주요하게 발생하기 때문에 외측 회전축을 pitch 회전각 방향으로 설계하여 대응○ 1차 시제품 제작- 짐벌 구조 자체의 패시브한 자세 유지 기능을 활용하기 위해 역구동이 자유로운 낮은 감속비의 기어 혹은 감속기를 장착하지 않은 플랫 모터 사용- 목표 배송 시나리오, 배송 물건의 무게, 크기 제한, 주행 플랫폼과의 상호작용 등을 고려하여 강성 및 형상 관련 최적 설계 수행○ 기구학 및 동역학 모델링- 주행 플랫폼과 결합되는 기저부를 기준으로 변환 행렬을 이용한 기구학 모델링- 수치해석 소프트웨어를 활용하여 기구부의 관성, 마찰, 진동 등을 고려한 동역학 해석 수행○ 제어 알고리즘 설계- 계단 극복 운동 중에도 배송 물건의 자세를 강인하게 유지하여 주행 안정성을 보장하기 위한 시스템 모델링 및 제어- 강인한 성능을 위해 PID에 슬라이딩 모드 제어를 병합하여 제어 알고리즘 설계○ 성능 시험- 다양한 하중과 환경에 대한 자세 제어 성능 평가- 주행 플랫폼에 결합하여 실환경 계단 극복 주행을 반복하며 성능 테스트 수행○ 2차 시제품 제작○ 최종 시험광학센서 기반 측위 및 이동 경로 생성 기술 개발○ 센서 선정 및 설치 위치 최적 설계○ 신호처리 시스템 구축- 카메라 곡률 보정 수행- 관성센서 신호 기반 센서 기구부 자세 추정 방법 개발- 추정된 센서 기구부 자세 기반 라이다 및 카메라 좌표계 보정 방법 개발○ 컴퓨팅 시스템 구축- 라이다 및 카메라의 고 해상도 정보를 빠르게 처리할 수 있는 컴퓨팅 시스템 구축- 컴퓨팅 시스템과 센서 간 인터페이스 구축○ 센서 신호 융합- 라이다, 카메라 및 관성센서 신호의 시간을 동기화하기 위하여 측정 실험 진행- 측정 실험 결과를 바탕으로 각 센서의 특성을 고려, 측정 오차를 최소화 하는 방법을 적용하여 시간 동기화○ 피처 추출 알고리즘- 다양한 계단에서 사용가능한 대표적인 위치 판별용 계단 특징 선정- 실내 지도에서 위치 판별용 계단 특징 추출 및 계단 특징의 위치 값 데이터베이스 생성- 특징 검출 알고리즘을 이용하여 센서를 통해 얻은 데이터의 특징 검출○ 피처 매칭 및 측위 알고리즘- 센서 시스템을 통해 얻은 특징과 실내 지도에서 얻은 계단 특징들을 매칭- 매칭된 계단 특징들과의 상대 거리 및 방향을 이용하여 실내 지도에서의 측위 계산○ 로봇의 이동 가능 영역 인식 및 이동 경로 생성 알고리즘○ 최종 시험- 로봇에 결합하여 측위 알고리즘과 경로 생성 알고리즘의 성능 검증 테스트 수행- 알고리즘 성능 분석 및 결과 보고서 작성
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