A DSP-based Controller for a Small Humanoid Robot

DSP를 사용한 소형 인간형 로봇의 제어기

Biped walking is the main feature of a humanoid robot. In a biped walking robot, there are many actuators to be controlled and many sensors to be interfaced. In this paper, we propose a DSP-based controller for a miniature biped walking robot with 21 RC servo motors. The proposed controller has a hierarchical structure; a host PC, a DSP-based main controller, and an auxiliary controller with an FPGA chip. The host PC generates and transmits the robot walking data for given walking parameters such as stride, walking period, etc. The main controller implemented with a TMS320LF2407A controls 21 RC servo motors via the auxiliary controller. We also perform some experiments for balancing motion and walking on a slope terrain with interfacing a 2-axis acceleration sensor and a TMS320LF2407A.

2족 보행을 특징으로 하는 인간형 로봇은 구동해야할 관절의 수가 매우 많으며, 로봇의 보행 상태 등을 인식하기 위하여 다양한 센서의 활용이 필요하다. 본 논문에서는 21개의 RC 서보 모터를 사용한 소형의 2족 보행 로봇의 제어기의 구조를 제안하고 구현한다. 제안된 제어기는 호스트 PC와 DSP를 사용한 주 제어기, 그리고 FPGA를 사용한 보조 제어기의 계층 구조를 갖는다. 호스트 PC에서는 보폭, 보행 시간 등과 같은 보행 파라미터에 따른 로봇의 보행 데이터를 생성하여 주 제어기로 전송하고, TI사에서 제어용으로 출시된 DSP 칩인 TMS320LF2407A를 사용하여 구현된 주 제어기에서는 보조 제어기를 통하여 21개의 RC 서보 모터를 구동한다. 또한 주 제어기와 2축 가속도 센서를 인터페이스하여 보행 바닥면의 경사도에 따른 균형잡기 실험과 기울어진 바닥면의 기울기를 검출하여 경사면 보행이 가능함을 보인다.