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문제 정의
- 또한 정역학 표현에 있어서도, 기존의 방식보다는 좀 더 정밀한 표현식을 소개하기로 한다. 다시말하면, 정역학 표현식은 정역학을 통하여 나타내고자 하는 자전거시스템의 위치, 즉, 앞바퀴의 중앙점, 뒷바퀴의 중앙점 또는 앞바퀴와 뒷바퀴사이의 중간점 등에 따라 그 표현식에서 다소 차이가 있으며, 본 논문에서는 이러한 상이한 표현법에 대하여 다루어 본다. 여기서는 앞바퀴의 중앙점, 뒷바퀴의 중앙점의 표현식에 국한하여 다루어 보기로 한다.
- 물론 결과 식은 같더라도 그 유도과정에서 다소 차이가 있으며, 좀 더 상세한 정역학을 위하여서는 본 논문에서 새롭게 소개 되는 유도 방식이 보다 유용하게 활용될 수 있으리라 사료된다. 또한 정역학 표현에 있어서도, 기존의 방식보다는 좀 더 정밀한 표현식을 소개하기로 한다. 다시말하면, 정역학 표현식은 정역학을 통하여 나타내고자 하는 자전거시스템의 위치, 즉, 앞바퀴의 중앙점, 뒷바퀴의 중앙점 또는 앞바퀴와 뒷바퀴사이의 중간점 등에 따라 그 표현식에서 다소 차이가 있으며, 본 논문에서는 이러한 상이한 표현법에 대하여 다루어 본다.
- 본 논문에서는 무인자전거 시스템의 정역학을 소개하고, 이를 토대로 역정역학 문제를 해결할 수 있는 방안을 고찰하여본다. 특별히 기존에 소개되었던 정역학과는 다른 새로운 유도 방식을 소개한다.
- 다시 말하면 무인자전거 시스템은 스스로 쓰려지려는 불안정한 특성을 갖고 있으며, 따라서 바로 이 점이 제어 대상으로의 무인자전거 시스템이 갖고 있는 큰 장점으로 볼 수 있다. 본 논문에서는 이동로봇 연구의 한 부류로 볼 수 있는 무인자전거 시스템에 대한 정역학 및 역정역학에 대하여 살펴보기로 한다. 먼저 자전거 시스템에 대한 기존의 연구를 간략히 살펴보기로 한다.
- 본 논문에서는 이륜구동을 갖고 있는 무인자전거 시스템의 정역학에 대하여 살펴보았다. 정확한 정역학 방정식은 구동바퀴의 위치 및 논하고자 하는 자전거 상의 위치에 따라 수식 상의 다소 차이가 있음을 알 수 있다.
- 따라서 현재 미지수가 4개, 식이 4개 이므로 특별한 경우를 제외하고는 유일한 해를 얻게 된다. 여기서는 위와 같이 3차 다항식으로 주어진 경로에 대한 역정역학을 해결할 수 있는 알고리듬을 제안한다.
- 여기서는 주어진 자전거의 경로에 대하여, 이 경로를 추적할 수 있는 조향각과 구동각속도를 찾는 역정역학에 대하여 고찰을 한다. 기존의 이동로봇의 연구에 있어서, 이러한 역정역학에 대한 연구는 미진한 상태인데, 이 이유는 정역학이 갖고 있는 비선형 미분방정식의 복잡성에 기인하고 있다.
- 이륜, 삼륜, 또는 사륜 구동 갖는 이동 로봇에 대한 기존의 정역학을 소개하여 본다. 그림 1 과 2는 자전거 시스템에 대한 그림이다.
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