자주 묻는 질문 (FAQ)

1. Pure Pursuit와의 차이점#

Road Runner와 Pure Pursuit는 자주 비교되지만, 본질적으로 매우 다른 도구입니다.

• Pure Pursuit: 비홀로노믹(Non-Holonomic) 드라이브 트레인을 위한 경로 추적 알고리즘으로, “룩어헤드 포인트(Look-Ahead Point)“를 사용해 다차원 경로를 따릅니다.
• Road Runner: Ramsete, 가이드 벡터 필드 등 여러 경로 추적 알고리즘을 지원하며, 속도와 가속도를 제어하는 모션 프로파일링 기능을 포함합니다.

특히, Pure Pursuit는 가속도 제어가 없기 때문에 데드 휠 오도메트리 설치가 필수입니다. 또한, FTC 로봇 대부분이 홀로노믹(메카넘) 드라이브를 사용하기 때문에 Pure Pursuit는 잘 맞지 않는 경우가 많습니다.

2. 데드 휠/오도메트리란 무엇인가요?#

데드 휠과 오도메트리는 종종 같은 의미로 사용되지만, 사실 차이가 있습니다.

• 오도메트리: 로봇의 위치를 계산하기 위해 센서를 사용하는 기술입니다.
• 데드 휠: 동력이 없는 옴니 휠로, 회전 인코더를 통해 이동 거리를 측정합니다. 이 데이터를 통해 로봇의 상대적 위치(x,y)와 방향을 계산할 수 있습니다.

데드 휠을 메카넘 휠에 비해 미끄러지는 정도가 작기에, 데드 휠을 사용할 경우 오차를 줄여 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

3. 두 바퀴와 세 바퀴 오도메트리의 차이점은 무엇인가요?#

요약: 세 바퀴 구성은 루프 시간을 단축하여 드리프트를 줄이고 더 높은 정확도를 제공합니다.

위에서 설명했듯이 표준 데드 휠(dead wheel) 구성은 여러 개의 무동력 옴니 휠(omni wheel)을 인코더와 연결하여 사용하는 방식입니다. 그러나 두 개 또는 세 개의 옴니 휠을 선택적으로 사용할 수 있습니다.

두 바퀴 구성은 서로 수직으로 배치된 두 개의 데드 휠을 사용합니다.

• 하나의 휠은 x 방향(앞쪽) 이동을 추적하고,
• 다른 하나는 y 방향(옆쪽) 이동을 추적합니다.
• 방향(heading)은 Rev Expansion/Control Hub IMU 또는 외부 센서를 통해 측정됩니다.

세 바퀴 구성은 두 개의 평행한 휠과 하나의 수직 휠을 사용합니다.

• 두 평행 휠은 x 방향(앞쪽) 이동과 방향을 모두 추적합니다.
  헤딩은 두 평행 휠의 오프셋을 통해 계산됩니다.
• 수직 휠은 y 방향(옆쪽) 이동을 추적합니다.

왜 세 바퀴 구성을 선택해야 할까요?#

추가 모듈 제작은 번거롭고, 비용이 약 30% 증가하기에 비효율적이라고 생각할 수 있지만, 현재로써는 세 바퀴 구성은 가장 정확한 옵션으로 평가받고 있습니다.

이유:
Rev Expansion/Control Hub는 느린 I2C 구현을 사용하여 I2C 호출당 약 7ms의 지연 시간이 발생합니다.

• Rev Expansion/Control Hub에 내장된 BNO055 IMU는 I2C를 통해 통신하므로, 헤딩을 계산할 때 이 7ms 지연이 추가됩니다.
• 데드 휠 데이터 읽기(대량 읽기 기준)에도 약 3ms가 소요되므로, 총 지연 시간은 약 10ms입니다.
  이 지연은 두 바퀴 구성에서 IMU를 통해 헤딩을 계산할 때 발생합니다.

반면, 세 바퀴 구성에서는 두 평행 휠을 통해 헤딩을 계산하므로 7ms I2C 호출이 필요하지 않습니다.

• 세 개의 데드 휠 모두를 3ms 안에 읽을 수 있으므로(대량 읽기 기준, 모든 인코더가 동일한 Rev Hub에 연결된 경우), 루프 시간이 크게 단축됩니다.
• 이로 인해 정확도가 향상되고 드리프트가 현저히 줄어드는 결과를 얻을 수 있습니다.

향후 출시될 Control Hub는 Expansion Hub보다 3배 빠른 I/O 속도를 제공하므로, 두 구성 간의 차이가 줄어들 가능성이 있습니다.

데드 휠을 어떻게 제작하나요?#

데드 휠 모듈 제작에는 여러 세부 사항과 선택지가 존재합니다. 현재 기준으로 데드 휠 모듈 제작에 대한 자료는 많지 않습니다.
모듈당 비용은 약 $30 이상이며, 세 바퀴 구성은 총 $100 이상의 비용이 들 수 있습니다.

추가 정보를 원한다면 FTC Discord를 방문하세요.

추천 오픈 소스 데드 휠 설계 자료:
https://openodometry.weebly.com/

4. 스플라인 경로란 무엇인가요?#

스플라인 경로는 스플라인 곡선을 사용해 생성된 경로입니다.

• 스플라인 곡선은 여러 점을 매끄럽게 연결하는 다항식 조각으로 이루어져 있습니다.
• 연속적인 경로를 따라 이동하면서 헤딩을 변경할 수 있어, 자율 주행 경로에 이상적입니다.

Road Runner에서는 스플라인 경로를 자주 사용하며, 직선 경로를 단순히 연결하는 것보다 훨씬 부드러운 움직임을 제공합니다.

5. 기본 단위를 변경할 수 있나요?#

Road Runner는 기본적으로 인치 단위를 사용합니다.

• 공식 FAQ에 따르면, 기본 단위는 인치로 설정되어 있으며, 이를 변경하려면 Road Runner 인터페이스에 대한 래퍼를 직접 작성해야 합니다.
• 따라서 기본적으로 인치를 사용하는 것이 권장됩니다.

더 자세한 정보가 필요하다면 FTC Discord를 방문해 보세요! 😊