모바일 로봇 / 모바일 플랫폼 – STELLA B2
저희 연구소에서는 모바일 플랫폼이라는 제품군으로 STELLA 시리즈를 출시했었습니다. 처음에는 B1을 출시했고, 조금 펌웨어를 수정해서 B2를 출시했습니다.
동급 제품보다 아주 좋은 가격대를 제시할 수 있었는데요. 이 제품은 사용자의 MCU나 PC와 연결해서 각 종 주행명령을 인가하는 제품입니다. 그로부터 주행하는 로봇을 대상으로 사용자가 원하는 실험 혹은 움직임을 실험할 수 있는 제품입니다.
기본형의 모습입니다. 노트북하나를 올려다 놓고 사용하시기에 아주 적합한 형태입니다. 무선이든 유선이든 저희 메인 보드에 시리얼통신 연결을 하시고, 사용하시면 됩니다. 그림에 B1이라고 되어있지만, B2모델과 외형은 바뀌지 않았기 때문에 문제 없습니다.
더불어 상판의 형태는 옵션선택을 통해 다양한 길이로 선택하실 수 있습니다.
이렇게 3종의 옵션을 선택하실 수 있습니다. 이를 통해 연구목적이나 혹은 학습용으로 사용하실때, 각종 센서나 보드의 추가가 용이하실겁니다.
여러 용도에서 모바일 로봇은 필요한데, 로봇을 만드는일(기구설계, 모터선정, 모터제어 등등)에는 관심이 없으신 분들께서 사용하시기 적합하실 것으로 생각됩니다.
위 동영상에서는 간단히 STELLA에 어떻게 명령을 인가하고 그 결과가 어떻게 나타나는지를 보여드리고 있습니다.
본 제품은 외부 센서 없이 완벽하게 위치를 제어할 수 있는 컨셉이 아닙니다. 많은 연구 분야에서 모바일 플랫폼을 필요로 하며, 모바일 플랫폼의 가격이 현재 500백만원 이상의 가격대로 아주 높게 형성 되어 있는 현실에서 저희가 이만큼 좋은 가격대를 제시할 수 있다는 하나의 성능 홍보로 위 동영상을 촬영한 것입니다. 실제는 메뉴얼에도 제시되어 있지만, 5%정도의 운영 오차를 가집니다. 즉 1m를 주행하라는 명령을 내렸다면, 5cm정도의 오차를 가집니다. 다시 말씀드리지만, 완벽하게 오차없이 이런 명령을 수행할려면 기어와 타이밍 벨트 등 많은 부분이 고가의 제품을 사용해야 합니다. 이것은 분명 제품의 가격 상승을 가져올 것입니다.
험난한 지형에 딱 맞는 주행로봇 AstroBoyS 테스트 中
안녕하세요 엔티렉스 연구소입니다. 요즘 저희가 AstroBoyS 출시를 앞두고 있는데요. 한참 내부에 들어갈 여러 기능들을 탑재 중입니다. AstroBoyS에는 4종의 라인업이 있는데 그 중 오늘은 살짝 6WD 타입의 아이를 맛만 보여드릴까합니다. 오늘 테스트한 따끈따끈한 아이에요.
그 전에 저희는 현재 상당히 우수한 기능의 모터제어기를 개발중인데요. 이번 모터 제어기의 성능을 올리면서 하나의 다른 라인업으로 주행로봇용에 사용될 2채널짜리 모터드라이버도 개발중입니다. 이 모터 제어기를 사용하면 아주 괜찮게 주행로봇들을 세팅할 수 있습니다. 모터제어기가 출시되기 전에 주행로봇들을 하나하나 대상으로 적용하면서 성능을 테스트하게 되는데요. 아마 조만간 모터제어기와 그 모터제어기를 사용한 주행로봇들을 하나하나 보여드릴 수 있을 것 같습니다.
일단 이번에 테스트한 것은 실외에서 험난한 지형을 운전할 수 있는 능력에 포커스가 맞춰져 있습니다. 출시 예정인 아이는
1. 내리막길에서 조종신호가 없어도 중력에 의해 미끌리지 않고 제자리를 유지하는 능력
2. 험난하거나 미끄러운 길에 대해 주행 성능을 확보할 수 있는 능력
3. 국내에서는 찾아볼 수 없는 강한 힘을 바탕으로 동급대비 꽤 높은 적재중량
이 기본적으로 가지는 능력입니다. 추가로 또한 여러가지들이 탑재될 거지만, 아직은 요기까지^^
괜찮죠? 뭔가… 느낌이 괜찮습니다. 아래로 사진들을 쭈욱 보시죠.
아래 동영상에서 더 잘 나타나겠지만, 이번 테스트를 수행한 노면이 좋지 않습니다. 비온 직후라 미끄럽거든요. 그리고, 등판각도 꽤 있구요.
이 설정 사진.. 괜찮죠? 느낌이 뭔가 있다는….^^
이제 동영상을 한번 보시죠… 지나가는 일반인들이 많으셔서 속도를 높이질 못했습니다. 그래서 동영상은 1.25배속으로 재생합니다.
NT-ARSv1 절대 각도를 얻는 센서
공간상에서 물체의 기울어진 각도, 기울기를 측정하고 싶으시다면, 저희의 NT-ARSv1을 추천합니다. 저가의 MEMS형 자이로센서와 가속도센서를 융합하여 2축 각도를 측정하도록 설계가 되었습니다.
각도를 측정할 만한 센서들은 많이 있습니다. 그중에서 자이로센서와 가속도센서가 많이 이용되는데요. 왜 이 둘을 융합해야할까요. 만약 고급의 고가의 센서를 사용한다면 문제는 없습니다. 그러나 저가의 MEMS형 센서를 사용한다면, 자이로나 가속도세서를 하나만 사용해서는 문제가 생깁니다.
자이로센서를 이용하는 경우는 적분이라는 문제가 생깁니다. 자이로센서의 출력은 각속도이기떄문에 각도를 얻기 위해서는 적분해야하거든요. 문제는 이 적분이 그리 아름답지 않다는 것이 문제입니다. 작은 오차라도 적분이 시작되면, 이후 결과에 누적으로 영향을 미치기 때문입니다. [관련글]
가속도센서를 사용하는 경우 자이로처럼 적분에 대한 부담은 없습니다. 그러나, 가속도센서가 회전중심충에서 직선방향으로는 움직이지 않아야한다는 전제가 필요합니다. 만약 가속도센서가 회전뿐만 아니라 병진운동까지 한다면, 추정한 각도에는 문제가 발생합니다. [관련글]
그래서 일반적으로 낮은 금액에서 원하는 성능을 얻기 위해서는 자이로센서와 가속도센서를 융합하여 필터를 설계합니다.
자이로센서와 가속도센서를 융햡하여 각도를 추정할때, 흔히 공간상의 3개 자세중에서, z축 중심의 회전인 yaw를 제외하고, pitch와 roll을 측정하는 장비를 ARS라고 합니다.
ARS를 만들기 위해서는 3축 가속도 센서와 2축 자이로센서에 추가로 자이로의 온도특성을 보정하기 위한 온도센서, 3개의 센서를 융합하고 필터를 설계하기 위한 MCU가 포함됩니다. 만약, Yaw까지 측정한다면, 흔히 AHRS라고 부릅니다.
위에서 보시다시피, 저희 NT-ARSv1은 90내의 pitch와 roll을 검출합니다. 동적상태에서 에러는 2도이내, 정적상태 에러는 0.5도 이내입니다. 분해능은 0.001radian입니다. 저희 센서 모듈은 각속도 500도/sec이내, 가속도값 1.5g이내에서 동작하도록 설계되어있습니다. 또한, 29.6mm*31.4mm*10mm의 아주 작은 사이즈를 가지고 있습니다. 그리고, 통신방식은 RS232와 CAN통신을 지원합니다.
통신명령은 위와 같이 해당 통신환경에서 명령을 주시면, 결과가 전송되어옵니다.
저희 제품의 커넥터 핀맵입니다.
Win-7용
메카넘 휠 NT-MECANUM 시리즈
아마 국내에서 메카넘 휠 솔루션을 판매하는 유일한 곳이 저희 엔티렉스일겁니다. 그리고, 또한 메카넘 휠 구매관련 문의를 할 만한 국내 업체도 유일하게 저희가 아닐까 합니다.^^. 이번에 소개해 드릴 제품은 메카넘 휠.. 음.. 그냥 바퀴만^^ 소개해드릴까합니다. 일단, 메카넘휠의 원리[관련글바로가기]떄문에 일반바퀴랑 달리 메카넘휠은 꼭 4개씩 구매를 해야합니다. 오른쪽 바퀴용과 왼쪽 바퀴용이 다르기 때문입니다. 이 글에서 소개하는 제품은 1SET가 모두 두 개의 왼쪽, 두개의 오른쪽 용 바퀴로 총 4개로 구성되어 있는 겁니다.
일반적인 모터에 바로 연결할 수 있는 메카넘휠 1set입니다. 외형은
입니다.
실제 장착될때는 위와 같이 장착됩니다.
위에서 소개한 휠에서 모터에 바로 연결되는 것이 아니라, 별도의 브라켓을 추가해서 체인으로 연결할 수 있도록 설계된 메카넘 휠입니다.
위 그림처럼 연결이 가능합니다.
모터직결형 메카넘휠 1set에 각각 DC모터 하나씩을 추가한 모델입니다. 일반적인 구동을 테스트하시기엔 이렇게 모터와 세트로 되어있는 것을 구매하시는것이 좋을 것 같아서 제품화한 것입니다.
전체적인 외형은
입니다.
DC모터 76ZY12-200-A-130WJ26G17의 외형치수는 76ZY12-200-A-130WJ26G17 입니다.
체인구동방식의 메카넘휠에 각각 DC모터를 연결한 것을 set로 제품화한 것입니다.
전방향 이동이 가능한 메카넘 휠 (Mecanum Wheel)
- 위키백과 메카넘 휠 문서에서 발췌 -
일반적인 바퀴가 아니라 다양한 움직임을 인가하도록 만들어진 바퀴입니다.
위와 같이 회전하는 바퀴에 다시 아이들롤러가 비스듬이 결합된 형태인데요. 이렇게 되면 바퀴가 회전할때 진행 방향은
위에 보이듯이 화살표처럼 대각선 방향이 됩니다. (그림이 보이는 쪽이 바닥). 이 바퀴 네 개를 연결하면
각 바퀴의 대각선 방향의 합 벡터의 방향으로 물체는 움직이게 됩니다. 위와같이 기울어진 방향이 서로 다른 것을 마주 보도록 장착하고, 한 방향으로 모두 회전 시키면, 전진하게 되죠.
메카넘 휠의 가장 큰 장점은 그대로 수평방향이동이 가능하다는 것입니다.
위와 같이 바퀴를 돌려면 방향전환없이 바로 이동이 가능합니다. 실제 이동 모습을 동영상으로 보시죠
위 동영상의 모습은 메카넘휠을 채택한 플랫폼입니다.