A Design for a Behavior-based Controller and Its Application to Biped Robot Soccer

행위기반 제어 설계 및 2족 축구 로봇에의 적용

  • Published : 2009.01.30

Abstract

The performance of the robot is very limited in the conventional model-based control methods when the environments around a robot are not structured or are varying dynamically. The reason for that is the methods are based on the model of the environments which is very difficult to match with the real environments and on a path planning which is complex and time-consuming. On the other hand, the behavior-based control methods are not dependant on the model of the environments nor a complex planning. In those methods, a specific behavior is coupled with a specific sensor output, so the response of a robot is quite reactive and timely in dynamic and unstructured environments. In this thesis, we propose a situation dependant behavior based control architecture, in which a robot may behave differently to the same sensor output depending on various situations. We also show some experimental results to show the feasibility of the proposed control architecture.

전통적인 모델 기반 제어 방법은 로봇의 센서계로부터 유추한 현 상황과 로봇이 가지고 있는 주변 환경에 대한 모델을 비교하고 이를 토대로 정교한 경로 계획에 따라 로봇을 구동하는 방식이다. 이러한 방식은 로봇의 주변 환경이 바뀌거나 동적으로 변화하는 경우에는 적용하기 어렵기 때문에 미리 알려져 있고 고정되어 있는 환경이 아니면 로봇이 성능을 발휘하기가 어렵다. 이에 반하여 행위기반 제어는 로봇이 처해있는 주변 환경에 대한 모델이나 경로 계획에 의존하지 않고 로봇의 특정한 센서 출력에 대하여 특정한 행위를 즉각적으로 수행하도록 구성되어 있어서 비구조적인 환경이나 동적으로 변화하는 환경에서 로봇에 적용하기가 좋다. 본 논문에서는 로봇이 처한 상황에 따라서 행위를 달리하는 상황의존형 행위기반 제어 구조를 제안하고 이를 1:1 2족 축구 로봇에 적용하여 그 효용성을 보인다.

Keywords

References

  1. N. Matsumoto, A. Toyoda, S. Ito, "Mobile robot guidance control with nonlinear observer based state estimation," Proc. of the 1993 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 2264-2271, 1993
  2. H-M Huang, "An Architecture and a Methodology for Intelligent Control," IEEE Expert:Intelligent Systems and Their Applications, Vol. 11, No. 2, pp.46-55, 1996
  3. D. C. Herath, S. Kodagoda, G. Dissanayake, "New framework for simultaneous localization and mapping:Multi map SLAM," Proc. of the 2008 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automat jon, pp.1892-1897, 2008.
  4. R. C. Arkin, "Path Planning for a Vision-Based Autonomous Robot: An Approach to Programming by Behavior," Proc. of the IEEE Conf. on Robotics and Automation, pp.264-271, 1986
  5. Z. Kira and R. C. Arkin, "Forgetting Bad Behavior: Memory Management for Case-Based Navigation," Proc. of the 2004 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp.3145-3152, 2004.
  6. 윤도영, 오상록, 박귀태 "행위기반 로봇에서의 행위의 자동 설계 기법," 제어자동화시스템공학회논문지, 제 8권, 제 7호, pp. 607-612, 2002.
  7. R. C. Arkin, Behavior-Based Robotics, The MIT Press, 1997
  8. Utz, H., et al, "Hierarchical behavior organization," Proc. of the 2005 IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 2598-2605, 2005
  9. 김종우, 차철, 성영휘, 조동권, "소형 인간형 로봇의 골프하기," pp.374-382, 2007