Prediction of Maneuverability and Efficiency for a Mobile Robot on Rough Terrain through the development of a Testbed for Analysis of Robot-terrain interaction

Abstract

This paper focuses on development of a testbed for analysis of robot-terrain interaction on rough terrain and also, through one wheel driving experiments using this testbed, prediction of maximum velocity and acceleration of UGV. Firstly, from the review regarding previous researches for terrain modeling, the main variables for measurement are determined. A testbed is developed to measure main variables related to robot-terrain interaction. Experiments are performed on three kinds of rough terrains (grass, gravel, and sand) and traction-slip curves are obtained using the data of the drawbar pull and slip ratio. Traction-slip curves are used to predict driving performance of UGV on rough terrain. Maximum velocity and acceleration of UGVs are predicted by the simple kinematics and dynamics model of two kinds of 4-wheel mobile robots. And also, driving efficiency of UGVs is predicted to reduce energy consumption while traversing rough terrains. , FEM (Finite Element Method) [5] , DEM (Discrete Element Method) [6] 등의 방법들이 있다. 경

Development of Wheel-Terrain Interaction Device for Mobility Prediction of Off-road Vehicle

“…기동성은 차량을 목표 지점으로 이동시킬 수 있 는 능력으로서 [1] [2] . † 경험적 방법과 반실험적 방법은 Brixius [3] 와 Bekker [4,5] 등에 의해 연구되었으며 현재까지도 많 은 연구가 이루어지고 있다.…”

“…Ding [7] 등은 화성 탐사 로봇의 구동 성능을 연구하 기 위해 실험 장치를 제작하여 저속에서 견인 효 율을 예측하고 기동성에 영향을 미치는 인자들에 대해 연구하였다. 이외에도 이와 유사한 휠-토양 상호작용 시험장치들이 개발되었지만 [2] , [8] 이라 불리는 단순한 모델을 통해 다양한 토양 조 건에서 차량의 기동 특성을 예측할 수 있다. 그 이 후 Wong과 Reece [9,10] 에 의해 반실험적 방법이 발 전 되었으며 최근에는 Senatore와 Sandu [11] 가 토양 과 타이어 사이의 운동들을 오프로드 차량 모델에 적용시켜 토크 분배에 따른 차량의 거동을 연구했다.…”

Real-time Recognition of the Terrain Configuration to Increase Driving Stability for Unmanned Robots

“…로봇의 시작위치 와 목표위치가 주어진다면 Dynamic A* 알고리즘을 사용 하여 목적지까지의 경로를 계획할 수 있다 [5] . 효율적인 주행 방법이 제시되었다 [6][7][8][9][10][11] . [7][8][9][10] .…”

“…This method is verified by outdoor driving experiments of a real mobile robot. 효율적인 주행 방법이 제시되었다 [6][7][8][9][10][11] . 따라서 영상 센서 와 레이저 거리센서로부터 얻어지는 데이터는 로봇이 직…”

Tip-over Terrain Detection Method based on the Support Inscribed Circle of a Mobile Robot

“…노지 농업로봇의 경우 매우 험하고 정형화되지 않은 지 형에서 작업하기 때문에 기본적인 임무 수행을 위해서는 로봇이 주변 지형을 인식할 수 있으며 [3,4], 주행도중 전복 이 발생하는 것을 막을 수 있어야한다. 로봇이 전복될 경우 임무의 실패 및 위험한 상황 그리고 재산적 피해를 발생시 킨다 [5].…”