• 융합신호처리학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.157-162
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• 2005

본 논문은 미지의 마찰력을 갖는 로봇 매니퓰레이터에 대하여 퍼지시스템을 이용한 적응보상기를 제안한다. 일반적인 로봇제어이론에서는 대부분 마찰력을 무시하거나 단순히 다이나믹 마찰력만을 고려한다. 본 논문에서는 다이나믹 마찰력뿐만 아니라 비스코스 마찰력까지도 고려한 제어방식이다. 마찰력이 관절마다 결부되지 않는다는 성질을 이용하여 각 관절에 해당하는 마찰력을 SISO 퍼지시스템으로 근사하며 전체제어시스템이 안정도를 Lyapunov 안정도 이론을 이용하여 증명하고 적절한 적응법칙을 설계한다. 제안된 제어방식의 타당성을 보이기 위해 2-링크 로봇 매니퓰레이터에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 보이고 각 링크에 대한 마찰력을 퍼지시스템이 잘 근사한다는 것을 보인다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권5호
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• pp.22-33
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• 2000

고감속비의 관절을 갖는 고하중 조작기를 원격조작 힘반영 제어시스템의 슬레이브 조작기로 사용할 경우에는 마스터 조작기에 비하여 느린 동특성으로 인해 슬레이브 조작기의 제어입력에 포화가 빈번히 발생한다. 슬레이브 조작기가 유연성을 갖도록 설계한 경우에도 제어입력이 포화되면 위치제어루프가 끊어지기 때문에 시스템이 불안정해지고 슬레이브 조작기가 물체에 강하게 접촉하는 경우가 발생하며, 유연한 힘제어 성능을 얻는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 고하중 원격조작기에 대해 제어입력의 포화를 고려한 힘반영 유연성 제어기법을 제안한다. 제안하는 힘반영 유연성 제어기법은 제어입력의 포화를 가지는 원격조작기에 대하여 안정한 힘반영 성능과 함께 정밀한 위치제어와 유연성제어 성능을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 제안한 제어기법의 안정도를 해석하였고 실험을 통하여 성능을 검증하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.42-50
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• 2004

캐릭터 애니메이션 기술의 발달로 가상공간에 애니메이트되는 캐릭터의 수가 점점 증가되고 있으며, 캐릭터 자체 골격구조의 관절 개수와 캐릭터를 덮고 있는 메쉬의 폴리곤 개수도 점점 증가하는 추세이다. 따라서, 실시간 가상환경에서 다수의 캐릭터를 전처리 과정 없이 시뮬레이션할 경우 전체 군중시스템 성능의 저하가 예상된다. 본 논문에서는, 이러한 문제점을 해결하기 위해 모션 다단계(motion level-of-detail) 기법을 제시한다. 모션 단순화 기법은 캐릭터의 움직임을 제어하는 골격(관절)구조와 캐릭터의 형태를 시각적으로 표현하는 기하(메쉬)구조를 단순화 하는 방법으로 기존 동작과 단순화된 동작의 차이를 최소화 한다. 골격구조 단순화를 위한 JPC(joint posture clustering)방법은 특정 관절의 연속된 모션 시퀀스에서의 유사 자세 집단을 추출하여 하나의 자세로 표현하는 방법으로, 모션의 특성에 따라 동적으로 관절을 단순화하여 관절 시뮬레이션 시간을 줄이는 방법이다. JPC방법은 골격구조가 시간에 따라 동적으로 변형되기 때문에 골격구조의 계층구조를 재 구축할 시간이 필요하지만, 기존 동작과 유사성을 잃지 않는 단순화된 동작 생성이 가능하다. 유사 자세 집단을 추출하기 위해 전체 모션 시퀀스에서 관절의 프레임간 자세 차이를 수식화하여 테이블 형태로 구성하고 이를 통해 기존 동작의 유사성을 잃지 않으며 관절의 단순화 율을 최대화 할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 또한, 실시간 군중 환경의 성능을 더욱 향상시키기 위해 시간에 따라 변형되는 캐릭터 메쉬의 단순화 기법을 적용한다. 실험결과 모션 다단계 기법은 실시간 군중환경에서 캐릭터의 수가 많고 복잡한 골격구조와 기하구조로 구성된 관절 궤적의 변화가 심하지 않은 동작에 대해 특히 효율적이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권1호
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• pp.1-9
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• 2000

본 논문에서는 파라미터 변동 범위가 유한한 로봇 매니퓰레이터에 대한 출력궤환 강인제어기를 고이득 관측기를 사용하여 설계하였다. 적분제어를 포함하는 제안된 제어기는 이득제한에 따른 추종오차를 개선시키도록 하였다. 관절의 속도 측정치를 사용할 때의 문제점을 개선하기 위하여 고이득 관측기를 사용하였다. 미지의 파라미터 변동 범위에 대한 제한을 받지 않도록 제어기를 구성하였으며 전체 폐루프시스템의 상태궤적의 수렴성을 입증하였다. 제안된 방법을 2-링크 로봇 매니퓰레이터의 궤적제어에 적용하고 시뮬레이션을 통하여 성능을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2711-2713
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• 2000

능동시각시스템의 가장 큰 장점은 주어진 환경에 대해 능동적으로 반응할 수 있는 자유도가 있어 이를 활용하여 필요한 정보를 쉽게 추출할 수 있다는 점이다. 이를 위해서는 능동시각시스템의 시선을 원하는 위치로 이동시키는 것이 필요한데, 시스템의 여자유도 인해 해가 무수히 많이 존재하게 된다. 본 논문에서는 이러한 여자유도 문제를 기구의 동역학적 특성을 제한 조건으로 하여 최적의 해를 구하고 이를 이용해 각 관절을 제어하는 제어기를 설계하는 방법에 대해 소개한다. 설계된 제어기는 제작과 실험을 통해 고속으로 움직이는 물체를 실시간으로 추적하는 성능을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.166-168
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• 2004

근래에 무인 자동화기술의 발달과 마이크로프로세서 기술의 혁신적인 성장에 힘입어 일반산업현장에서 사용되고 있는 로봇은 복잡하고 다양한 작업이 요구되는 비제조업분야로 그 적용분야가 확장되고 있다. 그 대표적인 분야를 들자면 방사능 지역과 같은 위험한 환경에서의 작업, 우주공간이나 심해에서의 작업, 활선 작업과 같이 사람이 접근하기 어려운 곳에서 인간을 대신하는 작업 등이 있다. 이와 같이 사람이 접근하기 어려운 지역에서 인간을 대신하여 작업을 수행할 수 있는 원격작업 로봇시스템을 개발하였다. 개발된 로봇은 6 자유도를 갖는 수평다관절 유압구동형 조작기로써 로봇의 운반 및 설치가 용이하도록 제 1 링크의 분리가 가능하도록 설계하였다. 로봇의 제어기는 전체 제어기를 통괄하는 1 개의 마스터 CPU 및 3 개의 제어보드로 구성되며 이들은 VME 버스를 이용하여 데이터를 전송한다. 로봇의 관리제어시스템은 그래픽워크스테이션을 이용하여 구성하였으며 로봇의 작업상황을 실시간으로 애니메이션하여 작업자에게 원격현장감을 제공하고 작업효율의 향상시켰다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 1997년도 학술대회
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• pp.23-32
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• 1997

사실감 있는 모델의 생성과 동작제어 기술은 컴퓨터 그래픽스와 가상 현실감 등의 다양한 응용 분야에서 이용되고 있다. 컴퓨터 애니메이션에 동작 제어의 대상이 되는 물체는 다관절체(articulated body)이며, 이 다관절체를 뼈대(link)와 관절(joint) 그리고 이를 둘러싸고 있는 피부로 모델링하고, 운동학(Kinematics), 동역학(Dynamics)를 적용하여 동작을 생성한다. 본 논문은 컴퓨터 애니메이션에서 사용할 수 있는 3차원 다관절체의 생성과 애니메이션을 위한 다관절체 오브젝트 편집 시스템에 관한 것이다. 다관절체를 관리하기 위한 다관절체의 데이터 구조를 설계하고, 사용자 인터페이스를 추가하여 대화식으로 다관절체의 골격을 정의한다. 정의된 다관절체의 골격과 물체의 모양을 나타내는 기하 데이터를 접합하여 애니메이션에 적합한 물체를 모델링하기 위한 스킨-스켈레턴 알고리즘을 제안한다. 모델링된 물체의 관절을 조작하여 키프레임 애니메이션으로 동작을 제어한다. SGI 워크스테이션에서 Open Inventor와 X/Motif를 이용하여 C++ 언어로 구현하였으며, 인체 모델을 대상으로 실험하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.191-197
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• 2005

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.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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• pp.266-271
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• 1992

This paper presents a new stable composite control law for the flexible joint robot manipulators, which incorporate the additional stabilizing control law with sliding property. The singularly perturbated models include inertia moments functions of the deformations of actuator. The newly defined fast controller variable is computed from the corrected reduced-order model without additional computational loads. The simulations for 2 DOF flexible joint manipulator show that the proposed schemes are more stable than conventional one, and especially effective for the manipulator with high joint-flexibilities.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 후기공동학술대회 논문집
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• pp.77-78
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• 2011

한국해양연구원에서 개발 중인 Crabster 로봇팔을 기구학적으로 분석하고, 속도기구학을 매트랩을 이용하여 작업공간에 대해서도 분석 및 해석을 완료하였다. 운용자와 Crabster 로봇팔의 움직임을 고려해 개념 설계한 인간팔 크기의 7축 마스터 암 및 그립퍼의 기구부에 대해 2D 및 3D의 도면을 완성하였고, 마스터 암에 적용할 모터의 사양과 각 관절에 피드백 된 힘을 반영하기 위한 구동 모터의 엔코더를 이용한 위치 센서, DSP2812를 이용한 제어 명령 입력 장치와 구동 모터 드라이버를 포함한 마스터 - 슬레이브 시스템의 개념 설계를 완성하였다.