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현재의 상황에 앞서, 기본적인 FA Drone의 비교군과 구현진행척도 이해를 위한 개념설명!
Key Point
- Fully-actuated Drone은 actuator의 개수의 여유도에 따라 구현법과 C.A.가 많이다름
- C.A.를 푸는 방법이 다양하며 각각의 장단점이 있음
- H/W config에 따라 (1,2)의 최적값이
다르며, 학부나부랭이인 저는 이를 경험으로 해결
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명명법
- P: 로터 또는 암을 ϕ\phiϕ 방향으로 회전시키는 서보 자유도
- T: 로터를 θ\thetaθ, 즉 pitch 방향으로 기울이는 서보 자유도
- 뒤의 숫자는 각 방향에 사용되는 독립 서보 또는 구동 자유도의 개수를 의미함
예시:
| 명칭 |
의미 |
| P0T0 |
ϕ 회전 서보와 θ 틸트 서보가 모두 없는 기존 고정형 Underactuated 멀티로터 |
| P1T1 |
ϕ 방향 회전 자유도 1개와 θ방향 틸트 자유도 1개를 사용하는 구조 |
| P2T2 |
ϕ 방향 회전 자유도 2개와 θ 방향 틸트 자유도 2개를 사용하는 구조 |
| P4T4 |
각 로터에 독립적인 ϕ 및 θ 구동 자유도를 갖는 구조 |
따라서 기존 일반적인 고정형 쿼드로터는 이 명명법에서 P0T0, 즉 별도의 추력 방향 변경용 서보가 없는 Underactuated 구조로 정의할 수 있다.
| 기능 / 비교 항목 | P0T0
Under | P1T1
Fully | P2T2+
Over | 설명 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 자세조정 | X | △ | O | tilting한 상태로 호버링 가능 |
| 수평비행 | X | O | O | 원하는 자세로 위치 이동가능 |
| 외력힘 인가 | △ | O | O | 여유 자유도 있는 경우 병진력 생성 가능 |
| 90도 이상 tilt | X | X | △ | 여자유도가 있으며, C.A. 선택에 따라 조건부로 가능 |
Control allocation의 종류
- GA – Virtual Force방식 (일반적인 방법론)
- 추력기가 가상 힘을 만들수 있다는 가정하에, 이를 만족하는 틸팅각과 로터 추력을 계산
- GA – Palletrone방식 (기존 연구실버전)
- 기본 GA에 이전 틸팅각 정보를 반영하여, 서보 응답 지연을 구현한 계층형 C.A.
- DA (구현X, 이용률 적음)
- 원하는 wrench의 변화율을 서보 회전속도와 로터 가속도로 분배하는 미분 기반 방식
- ADA (최근에 나온 잘되는 방식이라고 유명해진 방법론)
- wrench와 현재 wrench의 오차로 jerk 명령을 만들어, 별도의 가속도 피드백 없이 DA를 품
- NDA (구현X, ADA랑 비슷하다는 경험이 있음)
- 액추에이터의 속도와 가속도 한계를 기준으로 입력을 정규화하여, DA를 품
- QP (구현X, 아직 못해봄+필요성X)
- GA로는 못하는 최대 틸팅각에 대한 고려가 가능함.
진행상황
https://github.com/Ryung-coding/px4_hummingbird