Abstract
This paper presents an implementation of a smooth path planning method considering physical limits on a real time operating system for a two-wheel mobile robot. A Bezier curve is utilized to make a smooth path considering a robot's position and direction angle through the defined path. A convolution operator is used to generate the center velocity trajectory to travel the distance of the planned path while satisfying the physical limits. The joint space velocity is computed to drive the two-wheel mobile robot from the center velocity. Trajectory planning, velocity command according to the planned trajectory, and monitoring of encoder data are implemented with a multi-tasking system. And the synchronization of tasks is performed with a real-time mechanism of Event Flag. A real time system with multi-tasks is implemented and the result is compared with a non-real-time system in terms of path tracking to the designed path. The result shows the usefulness of a real-time multi-tasking system to the control system which requires real-time features.
본 논문은 두 바퀴 이동로봇의 주행에 있어서 주어진 경로를 물리적 제한을 만족하면서 주행하는 관절 공간 궤적 생성방법을 실시간 운영체제를 이용하여 구현함으로써 실시간 제어 방법에 대하여 연구하였다. 경로계획에서 이동로봇의 방향을 고려하기 위하여 베지어곡선을 이용하였으며, 컨볼루션 연산자를 이용하여 로봇의 두 바퀴의 속도의 제한을 만족시켰다. 관절 공간의 궤적 생성과 생성된 궤적에 대한 속도명령, 그리고 엔코더 값 감시 등 실시간 태스크를 주기적 태스크로 구현하였으며 동기화를 위하여 실시간 메커니즘인 이벤트 플래그를 이용하여 구현하였다. 실제 로봇에 실시간 태스크를 구현하여 속도명령의 실시간성과 이에 따른 이동로봇의 주행실험 결과를 이용하여 궤적 추종 성능을 비실시간 시스템과 분석하였다. 결과를 통하여 실시간 성을 요구하는 제어시스템에서 실시간 다중 태스크 시스템의 유용성을 검증하였다.
