개요

시작하기 전에, 각 단계에서 무엇을 하는지 이해하는 것이 중요합니다.

Road Runner는 복잡한 수학적 계산을 통해 로봇의 동작을 제어하지만, 로봇이 매끄럽게 작동하려면 반드시 조율(Tuning) 과정이 필요합니다. 모터, 무게 등 로봇마다 다른 특성이 구동 방식에 영향을 미치기 때문에, 조율 가이드를 따라 각 로봇에 맞게 구동 체계를 조정해야 합니다.

각 단계를 완료한 후에 다음 단계로 진행하세요.

피드포워드(Feedforward)란 무엇인가?#

피드 포워드 속도 제어는 전압을 속도로 변환하는 함수를 생성하는 개방 루프 시스템입니다. 이 과정에서 구동 중 실시간 피드백이 부족하다는 문제가 있지만, 병진 이동 PID가 이를 보완하여 에러를 수정합니다.

주행 속도 PID (Drive Velocity PID)는 어디에 있나요?#

주행 속도 PID는 더 이상 사용되지 않습니다. 그 이유는 여기에서 확인할 수 있습니다.
드라이브 인코더 또는 오도메트리 사용 여부와 관계없이 피드포워드 방식을 사용하세요.

드라이브 상수 설정#

드라이브 상수(Drive Constants) 파일에는 로봇의 물리적 특성과 관련된 모든 정보가 포함됩니다. 예를 들어, 모터의 최대 RPM, 바퀴 반지름 등이 포함됩니다. 이 단계에서 발생하는 가장 심각한 오류는 보통 드라이브 상수에서 시작됩니다.
예를 들어, 로봇이 지정된 거리의 절반만 이동한다면, 이는 드라이브 상수의 문제일 가능성이 높습니다.

드라이브 상수 사용에 대한 자세한 내용은 드라이브 상수 설정 페이지에서 확인할 수 있습니다.

데드 휠 설정#

로봇에 데드 휠이 있다면, 드라이브 상수를 편집한 후 데드 휠을 설정해야 합니다. 데드 휠이 없다면 이 단계를 무시하세요.
데드 휠에 대해 잘 모르겠다면 FAQ의 예제를 참고하세요.

데드 휠 조율은 로컬라이제이션 테스트에서 수행됩니다. 데드 휠의 정확한 조율은 로봇의 정확한 로컬라이제이션 및 경로 추적을 위해 매우 중요합니다.
로봇이 2개의 데드 휠을 사용하는지, 3개의 데드 휠을 사용하는지에 따라 설정이 달라집니다. 차이를 모르겠다면 FAQ를 참고하세요.

자세한 내용은 데드 휠 설정 페이지에서 확인할 수 있습니다.

로컬라이제이션 테스트 1#

로컬라이제이션 테스트를 실행하고 로봇을 필드에서 이동시켜 로컬라이제이션과 관련된 문제를 찾으세요. 데드 휠 로컬라이제이션은 데드 휠을 설정한 후 조율해야 합니다.
로컬라이제이션의 정확성은 경로 추적의 정확성에 큰 영향을 미칩니다.

데드 휠을 사용하지 않는 경우, 이후 단계에서 로컬라이제이션 테스트를 수행합니다.

자세한 내용은 데드 휠 조절 페이지에서 확인할 수 있습니다.

주행 피드포워드 조율#

피드포워드 방식을 선택했다면 피드포워드 상수를 조율해야 합니다.
공식 Quickstart는 자동 튜너와 수동 튜너를 제공합니다. 하지만 일부 사용자는 자동 튜너가 최적의 결과를 제공하지 않는다고 느낄 수 있습니다.

자동 조율 과정은 다음과 같습니다(공식 문서에서 발췌):

kV와 kStatic을 찾기 위해 로봇은 전압을 천천히 증가시키는 정적 램프 테스트를 실행합니다. 이 과정에서 속도와 전압이 기록됩니다. 속도 대 전압 그래프에서 kV는 기울기, kStatic은 Y절편입니다.
다음으로 kA를 찾기 위해 로봇은 정지 상태에서 급가속을 시도합니다. 이 과정에서 가속도, 속도, 전압이 기록됩니다. 가속도 대 전압 그래프에서 기울기는 kA입니다.

자동 튜너는 kA 값을 매우 낮게 산출하는 경향이 있습니다. 따라서 수동 조율 방식을 추천합니다.

자세한 내용은 주행 피드포워드 페이지에서 확인할 수 있습니다.

주행 속도 PID 조율 [사용하지 않음!]#

DriveVelocityPIDTuner는 Rev Hub의 내장 모터 속도 제어기(RUN_USING_ENCODER 모드)를 조율하는 데 사용됩니다. PIDF 계수를 최적화하여 일관된 동작을 보장하는 것이 중요합니다.
PIDF 계수는 로봇의 무게에 영향을 미치는 주요 변경 사항 이후에 반드시 조정해야 합니다.

주행 속도 PID 조율 과정은 주행 속도 PID Tuning 페이지에 자세히 설명되어 있습니다. PIDF 값을 조정하여 원하는 동작을 얻을 수 있습니다.
공식 Road Runner 문서에서는 “약간의 진동이 발생하더라도 위상 지연을 제거하는 것을 우선시하라"고 권장하지만, 개인적으로는 특히 정지 상태에서 진동을 최소화하는 것이 더 낫다고 생각합니다.
위상 지연을 제거하면 고속에서 매우 불안정한 동작을 유발할 수 있습니다. 이는 Rev Hub의 모터 제어 방식 때문일 가능성이 높습니다.
더 자세한 기술적 내용을 알고 싶다면 FTC Discord를 통해 문의하세요.
제 개인적인 조언은 진동을 최소화하고 병진 이동 PID를 통해 위상 지연 문제를 해결하는 것입니다.

직진 테스트#

직진 테스트는 피드포워드/속도 PID 조율의 효과를 확인하는 데 사용됩니다. StraightTest OpMode를 여러 번 실행하여 로봇이 일정한 거리 내에서 안정적으로 이동하는지 확인하세요.
로봇이 매번 정확히 같은 위치에 도달하지 않아도 됩니다. 이후 로컬라이제이션을 통해 폐쇄 루프 피드백이 활성화될 것입니다.

데드 휠 없이 엔코더만 사용하는 경우, 이 단계에서 엔코더 로컬라이제이션을 튜닝하게 됩니다.

자세한 내용은 직진 테스트 페이지에서 확인할 수 있습니다.

경로 폭 조율#

경로 폭(Track Width)는 한 바퀴에서 평행한 다른 바퀴까지의 거리입니다. 이는 물리적으로 측정할 수 있지만, 실제 경로 폭는 여러 요인으로 인해 물리적 측정값과 다를 수 있습니다.
이를 보정하기 위해 TrackWidthTuner OpMode를 실행하여 경험적 경로 폭를 계산합니다.

TrackWidthTuner는 원하는 경험적 경로 폭에 1인치 정도의 오차 범위 내에서 도달합니다. TurnTest OpMode를 실행하고 드라이브 상수에서 경로 폭를 수정하여 수동으로 조정해야 할 수도 있습니다.

자세한 내용은 Track Width Tuning 페이지에서 확인할 수 있습니다.

회전 테스트#

회전 테스트를 실행하여 경로 폭가 올바른지 확인하세요.

자세한 내용은 회전 테스트 조율 페이지에서 확인할 수 있습니다.

로컬라이제이션 테스트 2#

로컬라이제이션 테스트를 실행하고 로봇을 필드에서 이동시켜 엔코더를 사용하는 로컬라이제이션과 관련된 문제를 찾으세요.
엔코더를 사용하는 로컬라이제이션은 이전 단계에서 조율되어야 합니다. 로컬라이제이션의 정확성은 경로 추적의 정확성에 큰 영향을 미칩니다.

두 번째 로컬라이제이션 테스트는 엔코더를 사용하는 구동의 정확성을 테스트하는 데 사용됩니다.
데드 휠을 사용하여 로컬라이제이션을 조율했다면 이 단계를 건너뛰세요.

자세한 내용은 로컬라이제이션 테스트 페이지에서 확인할 수 있습니다.

팔로워 PID 조율#

이 단계에서는 회전 PID와 병진 이동 (x/y) PID 두 가지를 조율합니다.
이 PID는 폐쇄 루프 피드백 제어를 활성화하여 정확한 경로 추적을 보장합니다.
BackAndForth OpMode를 실행하여 회전 및 병진 이동 PID를 대략적으로 조율한 후, FollowerPIDTuner OpMode를 사용해 세부적으로 조정합니다.

자세한 내용은 팔로워 PID 조율 페이지에서 확인할 수 있습니다.

스플라인 테스트#

모든 조율이 완료된 후, 로봇은 스플라인 경로를 정확하게 따라야 합니다.
스플라인 테스트가 실패하면 문제를 식별하고 해당 단계로 돌아가 다시 조율하세요.
어려움을 겪고 있다면 FTC Discord에서 도움을 요청하세요!

자세한 내용은 스플라인 테스트 페이지에서 확인할 수 있습니다.