구륜 이동 로봇의 주행오차 감소를 위한 기구학적 보정과 속도궤적의 설계 = Kinematic Correction and a Design for Velocity Trajectory to Reduce an Odometer Error of Wheeled-Mobile Robots

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents methods for reducing odometer errors caused by kinematic imperfections in wheeled mobile robots. Wheel diameters and wheelbase are corrected by using encoders without landmarks. And a new velocity trajectory is proposed that compensates for an orientation error due to acceleration-resolution constraints on motor controllers. Based on this velocity trajectory, the wheel velocity of one out of two driven wheels may be changed by the traveled distance of the mobile robot. It is shown that a wheeled mobile robot can't move along a straight line exactly, even if kinematic correction are achieved perfectly, and this phenomenon is attributable to acceleration-resolution constraints on motor controllers. We experiment on a wheeled mobile robot with 2 d.o.f. and discuss the results.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 구륜 이동 로봇의 기구학적 불완전성에 기인한 주행오차를 감소시키기 위한 방법을 제안한다. 별도의 표식장치 없이 엔코더만을 이용하여 구륜 반경과 차축변위를 보정한다. 또한 모터제어기의 가속해상도의 제약에 기인한 방향각 오차를 보상하기 위한 속도궤적을 제안한다. 제안된 속도궤적에 따라, 2개의 구동구륜 중 임의의 한 구륜의 속도는 주행거리에 따라 가변된다. 완전한 기구학적 보정이 이루어져도, 구륜 이동 로봇은 완전한 직선 주행을 할 수 없으며, 이러한 현상은 모터 제어기의 가속 해상도의 제약에 기인함을 보인다. 본 논문에서 제안된 방법의 유효성을 입증하기 위해 2 자유도 구륜 이동 로봇에 대해 실험을 수행하고 그 결과를 제시한다.