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안녕하세요, 여러분. 로봇을 표현하기 위해 필요한 기초에 대한 또 다른 강의에 오신 것을 환영합니다.00:01

움직임들입니다.00:08

안녕하세요, 저는 매디 바야야솔 박사입니다. 오늘 여러분이 기초를 확실히 익히실 수 있도록, 여러분의 강사로 함께하게 되어 매우 영광으로 생각합니다.00:09

로봇공학에 관하여. 다음으로요.00:16

지금까지는 방향에 대해 배웠고, 방향을 나타내는 다양한 표현 방식들을 살펴보았습니다.00:23

로봇공학 분야에서요.00:31

이번 강의에서는 설정부터 시작해서, 동차 변환 행렬에 대해 배우도록 하겠습니다.00:31

로봇 공학에서 설정을 표현하는 좋은 방법들입니다.00:39

이러한 행렬은 구성을 자세와 위치의 관점에서 표현하는 데 활용될 수 있습니다.00:42

컴팩트한 행렬 형태로 표현되어 있습니다. 늘 그렇듯, 이 강의도 웹사이트에 읽기 버전으로 게시되어 있습니다.00:50

좀 더 깊이 이해하시기 위해 한번 살펴보시는 것을 고려해 주시면 감사하겠습니다.00:57

또한 로봇공학 기초 플레이리스트의 일부 레슨, 예를 들어 회전 마스터와 같은 콘텐츠도 있습니다.01:01

C 레슨의 선행 지식들은 이 레슨을 완전히 이해하기 위한 필수 조건입니다.01:09

저희를 지지하고 마이크로돔 패밀리의 일원이 되어 주시는 것도 잊지 마세요.01:13

여러분의 성원과 소중한 피드백, 그리고 제안에 진심으로 감사드립니다.01:18

그럼, 더 이상 미루지 않고 바로 수업으로 넘어가도록 하겠습니다.01:22

로봇의 자유도에 대한 수업에서, 3차원 물리 공간에서 다루었던 내용을 보셨을 겁니다.01:30

단단한 물체의 위치와 자세를 명확하게 표현하기 위해서는 여섯 개의 매개변수가 필요합니다.01:37

위치에 대한 세 가지 매개변수가 있습니다.01:44

방향을 결정하기 위한 세 가지 매개변수가 필요합니다.01:52

로봇의 구성 공간, 즉 C 공간은 유클리드 공간이 아니거나 평탄하지 않다는 사실 또한 확인했습니다.02:01

따라서, 그것을 함축적으로 표현하기 위해서는 특별한 행렬이 필요합니다.02:08

견고한 물체의 구성을 함축적으로 표현하기 위해, 16차원 표현 방식을 채택합니다.02:14

10개의 제약 조건을 갖는 4x4 행렬입니다.02:21

이 행렬은 기준 좌표계에 대한 몸체 좌표계의 자세를 나타낼 수 있습니다.02:25

공간 상에 고정된, 즉 움직이지 않는 틀을 의미합니다.02:30

설정(configuration) 강좌 소개 부분에서 우리는 바디 프레임이 고정 프레임이라는 것을 보았습니다.02:33

움직이는 물체에 즉시 부착되며, 공간 프레임은 고정 프레임으로 설정됩니다.02:40

그것은 공간 어딘가에 고정되어 있습니다. 그리고 그 몸체의 배치는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.02:46

R과 P로 구성된 쌍에서, R과 BSO3는 3x3 회전 행렬을 나타냅니다.02:53

방향을03:00

B 프레임은 S 프레임에 상대적이며, P는 위치를 나타내는 3차원 벡터입니다.03:02

B 프레임이 S 프레임과 관련하여 발생하는 기원입니다.03:08

만약 R과 P를 함께 포장한다면요.03:12

입력 텍스트를 4x4 행렬 형태로 표현하면, 동차 변환 행렬을 얻을 수 있습니다.03:15

이 행렬은 로봇의 구성을 나타내는 표현입니다. 여기서 R은…03:22

공간 직교군인 SO3의 회전 행렬과 R3 공간에서의 점 P를 의미합니다.03:28

그것은 열 벡터입니다.03:35

이 슬라이드에 제시된 모든 4x4 실수 행렬의 집합을 이렇게 부릅니다.03:38

공간 유클리드군, 또는 큰 SE3(big SE3)라고도 불리는, 이는 강체 변환(rigid body motions)들의 집합입니다.03:45

그리고 큰 SE3 내의 요소 T 또한 가능합니다.03:52

R과 P의 쌍으로 표현됩니다. 4x4 방식을 채택하는 것은 장점이 있습니다.03:57

로봇의 구성을 암묵적으로 표현하는 기호는 행렬입니다.04:04

이러한 행렬들을 다루는 데 사용할 수 있는 대수 계산들이 있습니다.04:09

자, 이제 평면 운동에 대해 알아보겠습니다.04:14

많은 로봇 메커니즘이 평면 구조를 가지고 있듯이, 저희 또한 이를 정의합니다.04:18

평면 강체 운동을 위한 또 다른 특별 유클리드군, 즉 큰 SE2에 대해 알아보겠습니다.04:23

특별 유클리드군, 즉 SE2는 세 개의 실수로 이루어진 모든 집합 내에서 정의됩니다.04:29

이 형태의 T 행렬을 사용합니다.04:35

이 행렬에서 R은 특별한 의미를 갖는 회전 행렬입니다.04:38

큰 SO2의 직교군이며, 원점을 나타내는 두 벡터를 P라고 합니다.04:43

기준 좌표계에 대한 몸체 좌표계를 의미합니다.04:49

특이 유클리드 군에 속하는 행렬 T가 있습니다.04:53

저희 그룹은 항상 이런 형태를 유지해 왔습니다.04:58

이 행렬에서 세타는 항상 0과 2π 사이의 값을 가집니다.05:01

회전 행렬을 구하는 방법에 대한 자세한 내용은 관련 자료를 참고해 주시기 바랍니다.05:07

2차원 회전에 대해서는 회전 행렬에 대한 강의를 참고해 주시기 바랍니다.05:12

2차원 사례를 한번 살펴봅시다.05:17

프레임 A가 작은 로봇에 순간적으로 부착되어 있다고 가정해 보겠습니다.05:21

그리고 처음에는 공간 프레임 S와 일치합니다.05:27

로봇이 움직이기 시작하며, 처음에 90도 회전합니다.05:30

그런 다음 5단위만큼 앞으로 이동하여 B 구성을 만납니다.05:35

그것은 그 다음으로 마이너스 방향으로 회전합니다.05:41

90도 회전 후 5단위 앞으로 이동하고, 마지막으로 마이너스 90도 회전합니다.05:44

세 단위를 앞으로 이동합니다.05:51

이 그림에서 각 단계별로 로봇의 설정을 확인하실 수 있습니다.05:53

로봇의 각 구성 상태를 나타내는 동차 변환 행렬에 대해 말씀드리겠습니다.05:58

이러한 행렬들을 통해 상태를 계산할 수 있습니다.06:05

TSD는 비교라는 점에 유의해 주십시오.06:09

자, 이제 변환 행렬의 성질에 대해 논의해 보겠습니다.06:18

회전 행렬에서 보셨듯이, 동차 변환 행렬 역시 다양한 성질들을 가지고 있습니다.06:28

그것들은 그들에게만 고유합니다. 항등 행렬 I는 변환 행렬의 한 형태의 사소한 예시입니다.06:36

그리고 그것은 변환 행렬의 방향성과 방향성이 그들에게 고유하다는 것을 의미합니다.06:43

바디 프레임 B의 기원은 스페이스 프레임 S와 동일합니다.06:46

특이 유클리드 군입니다.06:50

변환 행렬의 역원이 먼저 오기 때문에 빅 SE3은 그룹입니다.06:53

T 행렬은 큰 SE(3)에서도 변환 행렬이며, 이와 같이 계산될 수 있습니다.07:00

이것을 증명하실 수 있습니다.07:07

행렬과 그 역행렬의 곱셈이 단위 행렬이라는 사실을 활용하여 간단하게 사용합니다.07:10

변환 행렬의 역원을 구하기 위해 행렬 곱셈을 사용합니다.07:17

이 계산은 웹사이트의 읽기 버전에서 찾아보실 수 있습니다. 두 번째 이유는...07:23

SE3는 변환 행렬 두 개의 곱도 변환 행렬이라는 것을 의미합니다.07:29

세 번째로, 대규모 SE3가 군(群)인 이유는 곱셈 연산이 가능하기 때문입니다.07:36

변환 행렬은 결합 법칙을 만족하지만, 일반적으로 교환 법칙은 성립하지 않습니다.07:43

자, 이제 변환 행렬의 몇 가지 다른 속성에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다.07:49

만약 우리가 만약 한다면요.07:53

동차 변환 행렬 T는 R과 P라는 두 벡터 및 R을 통해 정의됩니다.07:54

세 벡터 x와 y에 대해, 변환 행렬 T는 변환을 유지합니다.08:02

점들 사이의 거리를 의미합니다.08:09

R3에서 이는 변환 후 이 점들 사이의 거리가 된다는 의미입니다.08:11

그리고 변환 행렬 T는 원래 거리와 동일하며, 또한 각도 또한 보존합니다.08:17

즉, x, y, z 가 삼각형의 세 꼭짓점일 경우를 의미합니다.08:24

그러자 삼각형이 형성되었습니다.08:30

변환된 꼭짓점 tx, ty, tz는 동일한 길이와 각도를 갖습니다.08:31

x, y, z를 꼭짓점으로 하는 삼각형과 같은 방식으로 해석할 수 있습니다.08:39

이 두 개의 삼각형은 등변삼각형이라고 부릅니다. 여기서 t는 큰 se3에서 사용되는 것을 참고하세요.08:43

점 R3에서의 변환은 점 x를 tx로 변환합니다.08:49

이는 점 x를 의미합니다.08:56

r도 회전하고 p만큼 이동하는 것으로 표현할 수 있습니다.08:58

따라서, tx는 x를 나타내는 표현입니다.09:03

이 방정식을 사용하여 동차 좌표로 표현할 수 있습니다.09:08

3차원 벡터 x에 1을 추가하는 점에 유의해주세요.09:12

그 4-벡터를 얻고, t가 적용될 때 불일치를 피하기 위함입니다.09:16

또한 x, y, z가 점인 경우도 참고하시기 바랍니다.09:22

강체 위에 놓여 있을 때, Tx, Ty, 그리고 Tz는 강체 상의 점들이 이동된 형태를 나타냅니다.09:25

몸입니다.09:33

자, 이제 동차 변환 행렬의 다양한 활용 사례를 살펴보겠습니다.09:39

빅 세3에서 균일 변환 행렬 T는 세 가지 다른 용도로 활용될 수 있습니다.09:45

첫 번째 활용 방법은, 설정을 표현하는 데 사용될 수 있는데, 이는 위치를 의미합니다.09:52

기준 프레임에 대한 프레임의 위치와 방향을 나타냅니다.10:00

만약 이 그림에 나타난 로봇을 몸체 좌표계 B와 공간 좌표계 S를 기준으로 고려한다면,10:04

바디 프레임과 스페이스 프레임 간의 상대적인 구성을 동질적으로 정의할 수 있습니다.10:11

변환 행렬 TSB입니다.10:17

이 행렬에서 RSP는 프레임 B의 자세를 나타내는 회전 행렬입니다.10:20

프레임 S를 기준으로 말씀드리고 있는데, 이제는 그걸 쉽게 계산할 수 있다고 느끼실 거예요.10:27

이전에 관련 강의를 읽으셨다면 당연히 그렇게 생각하실 겁니다. 그리고 P는 몸체 프레임 B의 위치를 나타냅니다.10:34

이는 바디 프레임의 원점이 스페이스 프레임 좌표계에서 위치하는 좌표를 의미합니다.10:40

예를 들어, 세 개의 좌표계 A, B, C가 위치한다고 가정해 보겠습니다.10:46

이 도형과 같이 공간이 존재하며, A는 초기 상태에서 공간 프레임 S와 일치합니다.10:53

따라서 프레임 A, B, C의 자세는 다음과 같습니다.10:59

프레임 S에 대해 상대적인 값은 변환 행렬 TSA 및 TSP를 사용하여 쉽게 계산할 수 있습니다.11:02

그리고 T는 C에서 발생합니다. 동차 변환 행렬의 또 다른 응용 분야는...11:10

벡터의 기준 좌표계를 변환하는 연산자로서 기능할 수 있습니다.11:15

프레임을 기준으로, 세 개의 기준 프레임 A, B, C와 임의의 자유 벡터 V에 대해 어떠한 경우에도 적용됩니다.11:20

B 프레임을 VB로 표현할 수 있습니다, 예를 들어서요. 그런 다음, 아랫첨지 규칙을 사용해서요.11:27

이전에 학습했던 내용을 바탕으로, TAB에 TBC를 곱하면 TAC와 같다는 것을 쓸 수 있습니다.11:34

여기에서 확인하실 수 있습니다.11:41

변환 행렬은 연산자 역할을 하여 벡터의 기준 좌표계를 변환합니다.11:42

또는 한 기준 프레임에서 다른 기준 프레임으로 전환하는 것을 의미합니다.11:48

두 번째 방정식에서 TAB는 VB에 작용하여 VB의 기준 좌표계를 B에서 A로 변경합니다.11:51

각 벡터의 끝에 하나를 추가하여 그것을 얻습니다.11:57

동차 좌표 변환을 수행하여 3-벡터를 4-벡터로 변환합니다.12:01

TAV를 적용할 때 차원 불일치가 발생하지 않도록 주의해야 합니다.12:08

예시로, 변환 행렬을 찾을 수 있습니다.12:12

이는 다른 프레임에 대한 특정 프레임의 자세를 나타내는 것을 의미합니다.12:16

예를 들어, 동차 변환을 계산하기 위해서는...12:20

프레임 B에 대한 프레임 C의 위치와 자세를 나타내는 행렬 TBC에 대해 말씀드립니다.12:24

TBC는 TBS 곱하기 TSC와 같다고 쓸 수 있습니다.12:31

TBS는 TSP의 역수와 같습니다. 왜냐하면 임의의 두 프레임 D와 E에 대해, 그 관계가 성립하기 때문입니다.12:37

TDE가 TED의 역수와 같음을 보여줄 수 있습니다.12:44

균일 변환 행렬의 역행렬 표현식을 사용하여.12:49

이 행렬을 통해 TSP 역 문제를 쉽게 계산할 수 있습니다.12:55

따라서, 변환 행렬은 다음과 같습니다.13:00

프레임 C의 위치와 방향이 프레임 B에 대해 나타내는 것을 설명합니다.13:04

TBC로 쉽게 계산할 수 있습니다.13:10

자, 그럼 이제 이 두 가지 어플리케이션을 활용한 예시를 한번 살펴볼까요?13:13

다양한 좌표계의 상대적인 위치와 자세를 파악하기 위해 사용됩니다.13:18

팔에 부착된 이동형 로봇 X-Robot이 방 안에서 움직이고 있다고 가정해 보겠습니다.13:23

그리고 몸체 프레임 E를 사용하여 엔드 이펙터 또는 부착된 프레임 C를 통해 물체를 잡고자 합니다.13:28

카메라가 천장에 고정되어 있으며, 측정값을 바탕으로 합니다.13:35

바퀴 달린 플랫폼 B에 부착된 프레임의 구성이 어떻게 되는지 확인해야 합니다.13:39

카메라 좌표계 D에 대한 객체 좌표계 E의 위치 정보가 이미 알려진 상태입니다.13:44

또한, 팔의 관절 각도 측정값을 통해 TBC 또한 알 수 있습니다.13:50

구성 방식은 다음과 같습니다.13:56

카메라 프레임 D가 고정 프레임 A에 대해 상대적으로 미리 알려져 있습니다.13:59

경우에 따라14:04

객체를 집어 올리기 위해 로봇 팔을 어떻게 움직여야 하는지 계산하려면,14:06

로봇 핸드나 TCE에 대한 물체의 상대적인 위치 구성이 필요합니다.14:11

저희는 결정되었습니다. 지금까지 배운 내용을 바탕으로 이러한 것들을 작성할 수 있습니다.14:16

방정식을 활용하여 구성 행렬을 통해 TCE를 표현할 수 있습니다.14:23

이미 알려져 있습니다. 따라서 객체가 상대적으로 위치한 구성은...14:29

로봇과 벡터를 TCE로 계산할 수 있습니다. 자, 이제 다른 예시를 살펴봅시다.14:34

예시입니다. 이 예시에서는 회전에 관한 수업에서의 예시로 다시 돌아가겠습니다.14:40

행렬들을 다루고 있는데, 이번에는 방향에만 집중하는 것이 아니라 다른 부분에도 관심을 갖게 되었습니다.14:46

설정을 계산하고 싶습니다. 카메라와 그리퍼가 있다고 가정해 보겠습니다.14:52

산업용 로봇 팔의 엔드 이펙터 끝부분에 부착됩니다.14:58

카메라는 작업물을 관찰하고 엔드 이펙터의 위치를 정확하게 조정하는 데 사용됩니다.15:02

그리고 작업 위치를 잡고, 그립퍼를 사용하여 작업물을 잡습니다.15:09

로봇 작업 공간 내 여러 요소에 맞춰서 네 개의 프레임이 각각 부착되어 있습니다.15:12

A는 프레임과 일치합니다.15:17

공간 프레임은 S이고, 그리퍼 프레임은 D이며, 카메라 프레임은 C입니다.15:19

작업물 프레임입니다. 먼저, 저희는 구성 설정을 계산하고자 합니다.15:25

공작물 프레임 D는 프레임 A와 카메라 프레임 C에 대해 상대적인 위치를 나타냅니다.15:30

이와 같은 목표를 달성하기 위해15:35

TAD와 TCD라는 동차 변환 행렬을 계산하기만 하면 됩니다.15:37

회전 행렬에 대한 강의에서 회전 방향 부분을 계산했습니다.15:44

이제 변환 행렬을 만들었으니, 위치 데이터를 이용하여 구성 행렬을 구축하면 됩니다.15:49

이러한 행렬들을 통해 TAD와 TCD를 찾을 수 있습니다.15:56

이제 카메라의 구성을 가정해 보겠습니다.16:00

프레임 C가 엔드 이펙터 프레임 B에 대해 갖는 변환은 변환 행렬 TBC로 표현됩니다.16:05

저희는 엔드 이펙터 프레임 B의 자세를 프레임 A에 대해 계산하고 싶습니다.16:13

이와 관련하여, 하위 첨자 제거 규칙을 적용하여 TAB은 TAD와 같다고 표현할 수 있습니다.16:20

그리고 TDB 시대를 곱할 수 있으며, Tdb를 Tdc와 Tcb의 곱으로 표현할 수도 있습니다.16:27

Tdc가 Tcd의 역수와 같다는 것을 알게 되었습니다.16:34

그리고 Tcb는 Tbc의 역방향과 같습니다. 따라서, Tab은 이 행렬로 계산할 수 있습니다.16:39

세 번째요.16:45

균일 변환 행렬의 최종 적용은 그것이 연산자로 작용할 수 있다는 것입니다.16:46

프레임이나 벡터를 번역하고 회전하는 데 사용될 수 있습니다.16:52

그런 다음, r과 p의 쌍을 t로 나타낼 수 있습니다.16:56

t가 회전 연산자 mp로 표현되며, 이 연산자는 프레임에 작용할 수 있습니다.16:59

벡터를 회전시키고, 단위 축 오메가 캡 주위에 테타만큼 회전시키고, p에 의해 이동시킬 수 있습니다.17:07

표기법을 남용하여,17:13

세 곱하기 세 회전 연산자를 네 곱하기 네 변환 행렬로 정의할 수 있습니다.17:15

이것은 회전은 하지만 이 행렬로는 번역되지 않습니다.17:23

위치 벡터가 열 벡터로 표현될 때, 그 값이 0임을 유념해 주십시오.17:26

이 경우, 이 동차 변환 행렬은 회전만 가능합니다.17:31

하지만 그렇지 않습니다.17:38

번역하고, 그리고 번역 연산자로 작용할 수 있는 4x4 변환 행렬이 있습니다.17:38

그리고 가능합니다.17:46

회전은 불가능하지만, 해당 변환은 TransP 행렬로 정의될 수 있습니다.17:47

회전하는 것에 유의해 주십시오.17:53

부분은 항등 행렬이고, 저희는 번역 부분만 가지고 있으며, 이 행렬은 오직 ...만 포함하고 있습니다.17:56

번역할 수 있는 능력입니다. 이 번역 연산자는 P 단위를 따라 번역을 수행합니다.18:03

P의 길이에 해당하는 거리만큼 떨어져 있습니다.18:10

자, 그럼 미리 곱하는 것이 어떤 효과를 내는지 살펴보겠습니다.18:15

변환 행렬을 변환 연산자로 곱하는 것 또는 그 반대의 경우입니다.18:18

만약 그렇다고 가정한다면요.18:24

Tsp는 공간 좌표계 S에 대한 몸체 좌표계 B의 상대적인 위치와 자세를 나타내는 변환입니다.18:26

회전 변환 연산자와 병진 변환 연산자, 다시 말해서, 그러면 두 가지 경우로 나눌 수 있습니다.18:32

첫 번째 경우는 고정 프레임 변환이라고 불립니다.18:39

만약 Tsp에 T를 미리 곱한다면요.18:43

그럼 오메가 모자(Ω 모자)와 T는 프레임 S에서 해석됩니다.18:47

이 경우, 연산자 T는 먼저 좌표계 B를 축을 기준으로 세타만큼 회전시킵니다.18:52

오메가 윗모자를 찾으시는군요.18:59

공간 프레임 S에서 그리고 프레임 P에 의해 공간 프레임 S에 대해 변환되어 프레임 B 프라임이 얻어집니다.19:00

만약 몸체 프레임 B의 기점이 공간 프레임 S의 기점과 일치하지 않는다면,19:08

그럼 회전은 몸체 좌표계 B의 원점을 이동시키게 됩니다. 두 번째 경우는 몸체 좌표계라고 불립니다.19:14

변환을 고려할 때, T를 변위 연산자로 P에 곱하여 게시하는 것을 의미합니다.19:21

그 다음으로는 회전축 오메가 캡(omega hat)과 위치 벡터 P가 모두...19:28

몸체 좌표계 B에서 해석됩니다. 이 경우, 연산자 T는 먼저 번역을 수행합니다.19:34

몸 프레임 B가 P에 의해 몸 프레임 B에 있다고 간주될 때, 회전합니다.19:41

새로운 몸체 좌표계에서 theta에 의해 새로운 프레임 b 더블 프라임이 얻어집니다.19:47

이 회전은 좌표계의 원점을 이동시키지 않습니다.19:53

예시와 함께 이것저것 살펴보겠습니다. 예를 들어서, 만약에…19:57

바디 프레임 b가 스페이스 프레임 s에 대해 다음과 같이 구성되어 있습니다.20:02

앞서 보셨듯이, 바디 프레임과 스페이스 프레임 간의 상대적인 구성을 말씀드리는 것입니다.20:09

이 강의에서 다루는 변환은 4x4 변환 행렬 Tsp로 표현될 수 있습니다.20:15

이제 변위 연산자 t가 단위 축에 대한 회전을 나타낸다고 가정해 보겠습니다.20:21

오메가 해트가 0, 0, 1로 z축을 나타내고, 세타가 90도일 때...20:28

번역입니다.20:36

벡터 p는 0, 2, 0으로, 이는 y축 방향으로의 평행 이동을 의미합니다.20:36

찾아봅시다.20:43

최종적인 자세를 의미합니다. 여기서 자세라 함은, 몸의 기준 좌표계가 공간 좌표계에 대해 가지는 위치와 방향을 말합니다.20:44

변환 행렬을 전 곱하거나 후 곱하는 과정을 거친 후입니다.20:52

바디 프레임이 스페이스 프레임과 상대적으로 이루는 자세를 나타냅니다.20:59

제가 정의한 변위 연산자를 통해서입니다.21:03

먼저 Tsp가 선행 곱셈되는 경우를 살펴봅시다.21:06

그런 다음 회전축인 오메가 캡(omega hat)은 공간 좌표계에서 해석되며, 이는 동일합니다.21:11

에스 프레임의 Z축 방향으로 이동합니다.21:18

또한 s-프레임에서 해석되며, ~의 번역을 나타냅니다.21:20

Z 프레임의 y축 방향으로 두 단위를 이동합니다.21:26

그럼 몸체 프레임이 공간 프레임에 대해 갖게 되는 최종 자세는 이것으로 시각화될 수 있습니다.21:29

프레임 B는 먼저 90도 회전을 거치게 됩니다.21:35

에스 프레임의 Z축에 관해서인데, 프레임 B와 에스 프레임의 원점이 처음에는 일치하지 않습니다.21:40

우연히도 이 회전은 B 프레임의 기점을 변위시킵니다.21:47

그런 다음 번역 과정을 거치게 됩니다.21:52

공간 프레임 s의 y축 방향으로 두 단위만큼 이동하여 프레임 b-프라임에 도달합니다.21:54

이 시뮬레이션은 이 변환 과정을 보여주는 시연입니다.22:01

이 결과 역시 수학적으로 증명할 수 있습니다.22:07

프레임 B'의 자세를 나타내는 변환 행렬은 이렇게 표현될 수 있다고 말할 수 있습니다.22:10

우주 프레임 S에 대한 Ts는 변환 연산자에 의해 Ts'로 계산될 수 있습니다.22:17

이는 프레임 B가 프레임 S에 대해 갖는 자세, 즉 times TsB를 의미합니다.22:25

이 방정식에서요, 22:30

trans-P는 번역 연산자이며, 회전 연산자는 계산될 수 있습니다.22:33

지수 함수에 대한 수업에서 배운 로드리게스 공식을 사용하여요.22:40

방향의 표현을 좌표로 나타내었으며, 4x4 행렬로 표현했습니다.22:45

이제 회전 연산자에 대해 알아보았으니, 다음으로 TSP가 적용되는 몸체 좌표계 변환에 대해 논의해 보겠습니다.22:51

우리가 정의했던 변환 연산자 t에 의해 곱해진 포스트입니다.22:58

이전 슬라이드를 참고하신 후, 회전축 오메가 캡과 위치 벡터 p가 있습니다.23:04

몸의 좌표계에서 해석되는 방식으로도 가능합니다. 이 경우, 우선 번역은…23:10

B 프레임의 y축, 또는 y-햇 b는 2단위만큼 이동한 후 회전하여 처리됩니다.23:17

새로운 바디 프레임의 Z축 작업이 90도 회전으로 완료되었습니다.23:24

이 회전은 새로운 몸체의 기원을 변경하지 않습니다.23:27

이 프레임입니다. 이 시뮬레이션은 이러한 변환 과정을 보여주는 시연입니다.23:32

수학적으로는 저희도 그렇게 표현할 수 있습니다.23:41

이를 증명해 주십시오. 프레임 B'의 자세를 나타내는 변환 행렬은...23:43

공간으로 이동하겠습니다.23:50

프레임 S는 TSP 프라임이라고 계산될 수 있으며, 이는 TSP에 곱해진 값과 같습니다.23:51

변환 연산자 T. 이 결과는 또한 우리가 얻은 결과와 일치함을 검증합니다.23:58

시각화에 대해서였습니다. 오늘 수업은 이것으로 마치겠습니다. 여러분께 도움이 되었기를 바랍니다.24:05

동차 변환 행렬과 로봇 공학에서의 응용에 대한 깊은 이해가 필요합니다.24:11

다음 수업은 로봇 운동에 대한 지수 좌표 표현 방식에 대해 다룰 예정입니다.24:18

다음 강의도 기대해주세요. 다음 시간에 만나요. 안녕히 계세요!24:24

AI Summary

이 강의는 로봇 공학 및 컴퓨터 비전에서 핵심적인 개념인 동차 변환 행렬에 대한 내용을 다룹니다. 동차 변환 행렬은 3차원 공간에서의 위치와 자세를 하나의 행렬로 표현하여 좌표계 간의 상대적인 변환을 나타내는 방법입니다. 4x4 행렬로 표현되며, 회전 행렬과 이동 행렬로 구성되어 있습니다. 이 행렬은 프레임의 위치와 방향을 나타내는 설정 표현, 벡터 변환, 좌표계 간 관계 계산 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 특히, 변환 순서와 기준 좌표계가 결과에 중요한 영향을 미치며, 변환 연산자를 곱할 때 순서에 따라 결과가 달라질 수 있습니다. 로드리게스 공식 등을 활용하여 회전 연산을 계산하고, 특정 프레임의 자세를 표현하는 데 사용됩니다. 복잡한 로봇 팔이나 카메라 시스템에서 다양한 좌표계 간의 변환을 효율적으로 처리하고 작업 수행에 필요한 정보를 얻는 데 필수적인 도구입니다.

Key Highlights

  • 동차 변환 행렬은 3차원 공간에서의 위치와 자세를 하나의 행렬로 표현.
  • 회전 행렬과 이동 행렬로 구성되며, 좌표계 간의 상대적인 변환을 나타냄.
  • 변환 순서와 기준 좌표계에 따라 결과가 크게 달라짐.
  • 균일 변환 행렬은 프레임 또는 벡터를 번역하고 회전하는 연산자로 사용.
  • 로드리게스 공식을 사용하여 회전 연산을 계산하고 프레임의 자세를 표현.

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