• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2003.07d
• /
• pp.2393-2395
• /
• 2003

최근 휴머노이드 로봇 기술의 발전으로 로봇 관련 기반 기술 및 주변 기술의 연구가 활성화되고 있다. 이러한 연구의 하나로 이족 보행 로봇의 보행 알고리즘의 개발이 국내외에서 진행되고 있다. 이족 보행 로봇의 핵심 기술은 로봇의 기구 설계와 보행 제어 알고리즘에 있다. 보행 제어 알고리즘에 있어서는 보행시 로봇의 각 관절에 대한 궤적을 생성하는 방법과 관절의 부하를 최소화하는 힘 제어 방법 등의 알고리즘들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 자체 제작한 12자유도를 갖는 이족 보행 로봇의 안정적인 보행 제어를 수행하는 알고리즘을 제안하였다. 그리고, 다양한 보행 패턴에 대한 실험을 통해 제안한 알고리즘의 유용성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.10a
• /
• pp.325-326
• /
• 2007

인간형 로봇(Humanoid)은 인간과 유사한 구조를 갖고 있는 로봇으로, 이족 보행이 가능하고 양 손이 자유롭기 때문에 인간 생활 환경에 적용이 가능하다. 인간형 로봇은 이족 보행 로봇의 형태를 지니며 보통 20 자유도(DOF : Degree of freedom) 이상의 높은 자유도와 직렬형 링크 구조로 인해 로봇의 안정도를 해석하고 움직임을 제어하기가 어렵다. 이러한 이유로 이족 보행 로봇 동작의 안정도를 증가시키기 위해 로봇의 최적화된 동작 패턴 생성과 자세 제어 등이 연구 되고 있다. 본 논문에서는 범용 근사자의 특징을 갖는 신경망을 이용하여 이족 보행 로봇의 동작 패턴 생성 방법에 대하여 제안하였다. 실제로 계획된 동작을 토대로 6가지의 동작 패턴을 생성하였으며 컴퓨터 모의실험과 상용 이족 보행 로봇을 이용하여 생성된 동작 패턴의 안정도를 확인해보고 제안된 방법에 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2006.07d
• /
• pp.1975-1976
• /
• 2006

이족 보행 로봇의 연구는 평지에서의 보행에 관한 연구가 주를 이루고 있다. 현재는 평지뿐만 아니라 비평지, 경사면, 계단 등과 같은 특수한 상황에서의 보행이 연구되고 있지만 대부분 여러 가지 제약조건이 뒤따르고 있다. 그래서 본 논문에서는 퍼지 시스템과 신경망을 이용하여 이러한 제약 조건을 극복하였다. 신경망을 이용하여 이족 보행 로봇의 보행궤적을 생성하였으며, 퍼지 시스템은 로봇의 자세제어를 하는데 이용되었다. 또한 이족 보행 로봇이 로봇 내부 및 외부의 상황을 스스로 인지하기 위해서 자이로, 압력센서, 적외선, 초음파 센서를 이용하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.10a
• /
• pp.329-330
• /
• 2007

지능형 로봇에서 환경인식과 이러한 환경에 따른 행동 결정능력은 로봇이 필수적으로 갖추어야 할 기능이다. 본 논문은 이족로봇 플랫폼에서 비전기반 환경인식과 이를 통한 안정적인 보행 제어시스템을 제안한다. 비전기반 환경인식 시스템은 움직임 모델을 이용한 로봇 자체 움직임 보정 모듈, Adaboost를 이용한 장애물 영역 추출, PCA를 이용한 장애물 특징 추출, Hierarchical SVM을 이용한 장애물 인식 모듈로 구성되어 있으며, 이러한 환경 인식 시스템으로부터 보행 제어 시스템은 상황에 맞는 안정적이 보행 궤적을 생성한다. 보행 제어 시스템은 neural network을 이용하여 보행 궤적 생성 모듈과 보행 오차를 보정하기 위한 fuzzy 제어기 모듈로 구성되어 있다. 본 시스템을 제작한 로봇에 적용한 결과 보다 안정적인 보행을 할 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.10a
• /
• pp.319-320
• /
• 2007

신경망이나 퍼지 시스템을 사용한 이족 보행 궤적 생성에 대한 연구는 있으나 로봇의 중심점이 변경되는 상황에 대한 보행 궤적 생성은 부족한 실정이다. 본 논문에서는 이족 보행 로봇의 보행에 대해 정의하고, 이를 기반으로 물체 운반시의 유전자 알고리즘을 통한 보행 궤적 생성을 제안하였다. 유전자 알고리즘은 최적화 문제에 있어서 기존의 다른 알고리즘보다 전역적이고 강인한 최적화 방법을 제시하면서도 간단한 구조로서 동작하는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 연구를 통해 구해진 로봇의 보행궤적을 모태로 부분 사상 교배, 순서교배, 주기교배의 교배 연산자를 순차적으로 이용하여 물체 운반시의 보행 궤적을 구하고 이를 검증하였다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
• /
• v.23 no.2
• /
• pp.23-27
• /
• 2017

We propose an inter-leg collision avoidance method that compensates the disadvantage of the data-driven biped control method. The data-driven biped control technique proposed by Lee et. al [1] sometimes generates the movement that the two legs intersect with each other while walking, which can not be realized in walking of a real person or a biped robot. The proposed method changes the angle of the swing hip so that the swing foot can move inward only after passing the stance foot. This process introduces an additional angle adjustment algorithm to avoid collisions with the stance leg to the original feedback rule of the stance hip. It generates a stable walking simulation without any inter-leg collisions, by adding minimal changes and additional calculations to the existing controller behavior.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.07a
• /
• pp.1829_1830
• /
• 2009

본 논문은 로봇이 처한 환경의 실시간 상황 인식을 위한 지능형 센서 인터페이스를 연구 개발하여 다양한 환경에서의 안정되고 유연한 이족 보행 로봇의 동적 보행 제어를 수행하였다. 자이로 및 가속도 센서를 적용한 실험을 통하여 간단한 보상만으로도 로봇의 안정도가 확연히 개선되는 사실을 알 수 있었다. 미지의 외력이 가해져 로봇이 불안정한 상태가 계속될 때 상체의 기울기 보정이 무게중심을 보다 안정된 영역쪽으로 이동시켜 곧바로 균형을 잡아준다. 또한 압력센서를 이용한 ZMP 측정과 이를 통한 균형 제어 실험 결과 뛰어난 보행을 구현할 수 있었다. 불규칙적인 지면에서도 발바닥에 가해지는 압력 분포가 변화하는 것을 이용하여 ZMP가 항상 로봇의 발바닥 지지 영역 안으로 오도록 제어하였다. 이것을 통해 로봇은 경사면을 보행하거나 기울기가 변하는 바닥에서 쓰러지지 않고 안정한 상태를 유지하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
• /
• 2007.04a
• /
• pp.253-256
• /
• 2007

본 논문은 로봇이 영상을 통해 획득한 특정물체의 기하학적 정보를 이용하여 이족로봇이 안정적으로 보행할 수 있게 하기 위한 균형제어기법을 제안한다. 영상은 핀 홀 카메라 모델을 통해 획득하였으며, 영상에 포함되는 특정물체의 특징성분에 대한 변위와 로봇의 자세와의 상관관계는 핀 홀 카메라 모델을 이용하여 공간좌표계의 특징정보를 평면좌표계의 영상정보에 매칭시킨 후, 특징들의 변위에 따른 로봇 관절 좌표계의 변위를 추정하는 방법으로 구할 수 있었다. 본 논문에서 제안하는 균형제어기법은 별도의 센서없이 카메라만을 이용하여 이족보행 로봇의 균형제어가 가능하다는 장점을 가지며, 소형이족로붓을 이용한 실험을 통해 그 효율성을 검증하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
• /
• v.42 no.5 s.305
• /
• pp.13-18
• /
• 2005

Over the last few years, the control of bipedal robot has been considered a promising but difficult research field in the community of robotics. In this paper, a new robust output control method for a bipedal robot is proposed using the adaptive fuzzy logic. The adaptive fuzzy logic is used as an system approximator to cancel the unknown uncertainty. First, a model for a bipedal robot including switching leg influence, uncertainty and disturbance is presented. Second, a controller is designed in which the joint velocity measurement is not required. Fuzzy approximation error estimator is inserted in the system for tuning the fuzzy logic. Finally, the result of the computer simulation is presented to show the validity of the suggested control method.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2001.11c
• /
• pp.80-83
• /
• 2001

이족로봇이 stand-alone 형태를 가지기 위해서는 기계적인 구조가 중요할 뿐만 아니라 하드웨어시스템이 간결하게 잘 설계되어야 한다. 이렇게 하드웨어시스템이 가볍고 간결하여 설계되어야 쉽게 로봇에 장착할 수가 있다. 본 논문에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용해 모터 제어기를 구성해서 이족로봇을 설계하는 방법을 다루고자 한다. 본 논문에서 구성하는 하드웨어 시스템은 메인 CPU로 AM186ES를 사용하며 FPGA는 Altera사의 FLEX EPF10K20TC144-3을 사용하였다. 이와 같이 FPGA를 사용하는 하드웨어시스템은 기본적으로 VHDL언어를 사용하여 유연하게 하드웨어를 구성 할 수 있으며, 이족로봇의 여러 가지 보행 알고리즘에 능동적으로 대처할 수 있다. 뿐만 아니라 하드웨어가 간단해 지면서 가볍고 전력소모가 적으며 신뢰성 있는 시스템을 구축할 수 있다.