오늘 공부한 내용 📑
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자이카 센서 장치
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자이카 센서 ROS Package
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IMU 센서 활용
새롭게 알게 된 점 😎
1. 자이카 센서 장치 :
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Camera : 최대 해상도 1920 * 1080, 보통 640 * 480 사진을 초당 30장 촬영
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IMU (관성 측정 장치)
: 가속도계와 회전속도계, 자력계의 조합을 사용하여 어떤 물체에 가해지는 힘, 회전 각속도 등을 측정하는 장치
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가속도 센서
: MEMS 기술을 통해 반도체 칩 내 입체 구조물이 외부 힘에 의해 움직이는 것을 전기적 신호로 바꾸어 출력
: X, Y, Z 축 방향의 직선 움직임과 기울어짐 자세 파악
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roll (X축) : 차와 지면 사이의 각도 = 왼쪽 혹은 오른쪽 바퀴의 들림 정도를 파악
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pitch (Y축) : 앞뒤 기울어짐 정도 = 언덕에서의 기울기 파악
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yaw (Z축) : 좌우 기울어짐 정도 = 좌회전 우회전 여부 파악
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자이로 센서 (Gyroscope)
: MEMS 기술을 통해 회전속도인 각속도 감지
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지자기 센서 (Magnetometer)
: N극 방향 감지, 동서남북 방위각 감지
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LiDAR : 0 ~ 360도까지 1도 단위로 (x, y) 좌표로 변환하여 장애물 위치를 판단하여 거리 센싱
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Ultrasonic
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작동 원리
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아두이노가 Trig 핀에 10us동안 high 신호 출력(start 명령)
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초음파 센서가 40kHz 총므파 펄스를 8개 만들어 물체로 송신
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반사된 초음파 펄스가 센서에 수신
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송신과 수신의 시간 차에 비례하는 길이의 펄스를 echo 핀으로 출력
: 소리의 속도는 초속 340m로 1cm 이동하는 데에 29us 소요
: 물체까지의 거리 = (시간 차 [us] / 2) / 29[us][cm]
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Depth camera : 카메라 2개(스테레오 카메라) 정보를 참고해 깊이 정보 획득
>> Depth 정보와 RGB 정보를 융합해 3차원 공간 컬러 이미지 생성
2. 자이카 센서 ROS Package
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자이카 ROS topic
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모터제어기 : xycar_motor 노드에서 /xycar_motor
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카메라 : usb_cam 노드에서 /usb_cam/image_raw
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IMU : xycar_imu 노드에서 /imu
>> roll, pitch, yaw 정보와 각속도, 선속도 정보 발행
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LiDAR : xycar_lidar 노드에서 /scan
>> 측정한 거리 정보와 부딪힌 물체의 강도 정보 발행
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초음파 센서 : xycar_ultrasonic 노드에서 xycar_ultrasonic
>> 여러 초음파 센서로부터 수집한 데이터를 Int32MultiArray 형태로 만들어 발행
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depth 카메라 : realsense2_camera 노드에서 /color/image_raw 토픽, /depth/image_rect_raw 토픽 발행
>> 3개의 카메라로부터 데이터 수집, 발행한 토픽을 RVIZ가 구독하여 3차원 이미지 생성
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3. IMU 센서 활용
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IMU 센서 데이터
- 헤더 : 시퀀스 번호, 시간, 아이디 정보를 포함
- Quaternion : 기울어짐 정보를 포함
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IMU 센서 데이터 활용
: euler_from_quaternion 함수를 활용하여 IMU 센서 데이터를 roll, pitch, yaw 형태로 변형>> from sensor_msgs.msg import Imu
>> tf.transformations import euler_from_quaternion
>> (roll, pitch, yaw) = euler_from_quaternion(Imu_msg)
느낀 점 💖
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저번 수업에서 느꼈던 것처럼 ROS를 다룰 때, 노드나 토픽 정보가 헷갈리는 게 문제였는데
이렇게 TIL을 정리하면서 어느 정도 정리가 되는 것 같다. -
각 토픽이 어떤 정보를 포함하고, 어떤 형태로 나오는지 잘 알고 있어야 할 것 같다.
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roll, pitch, yaw 값이 각각 어떤 걸 의미하는지 잘 기억하자.
