FPE 방식을 활용한 이족 로봇 균형 유지 3차원 시뮬레이션 연구

장태호; 김영식; 류봉조

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자료유형: 학술저널

저자정보: 장태호 (한밭대학교) 김영식 (한밭대학교) 류봉조 (한밭대학교)

저널정보: 한국디지털콘텐츠학회 디지털콘텐츠학회논문지 디지털콘텐츠학회논문지 제19권 제4호

발행연도: 2018.4

수록면: 815 - 819 (5page)

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본 논문에서는 Foot Placement Estimator (FPE)를 사용하여 point foot을 갖는 이족 로봇의 3차원 시뮬레이션을 진행하고 이족로봇의 균형유지를 연구하였다. FPE 방법은 에너지 보존에 근거한 제어 방법으로서 보행 중인 로봇의 모든 에너지가 위치 에너지로 변환되는 지점에 로봇이 발을 디뎌 몸체가 넘어지지 않고 균형을 유지하며 이동하도록 하는 제어방법이다. 본 연구에서는 로봇이 이동하지는 않고 제자리에서 균형을 유지하며 서 있는 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 위해 point foot을 갖는 6자유도 이족 로봇을 모델링하였으며 바닥과의 접촉 및 마찰 환경을 구현하였다. 로봇의 무게는 1㎏이며 지면과 무게 중심점과의 거리는 1m로, 무게 중심점은 로봇 몸체의 정 중앙에 위치하도록 설계하였다. 다음으로 로봇 몸체의 각속도와 직선속도 그리고 무게 중심점의 높이로부터 FPE 지점을 계산하고 로봇이 해당 지점을 디뎌 균형을 유지하게 끔 하였다. 몸체의 초기 각도를 5˚, -5˚로 변화시키며 시뮬레이션 한 결과, 모든 초기 조건에서 로봇이 쓰러지지 않고 자세의 균형을 유지하며 서 있는 것을 확인할 수 있었다.

#이족 로봇 #점접촉 #3차원 시뮬레이션 #FPE #균형 유지 #Balancing #biped robot #point foot #3D simulation

참고문헌 (11)

참고문헌 신청

[학술대회논문] - B. J. DeHart / 2014 / Push recovery and online gait generation for 3D bipeds with the foot placement estimator / 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) : 1937 ~ 1942

[학술지(정기간행물)] - M. Vukobratovic / 1969 / Contribution to the Synthesis of Biped Gait / IEEE Transactions on Biomedical Engineering BME-16 : 1 ~ 6

[학술대회논문] - A. Goswami / 1999 / Foot rotation indicator (FRI) point: a new gait planning tool to evaluate postural stability of biped robots / Proceedings 1999 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Cat. No.99CH36288C) 1 : 47 ~ 52

[학술대회논문] - A. Goswami / 2004 / Rate of change of angular momentum and balance maintenance of biped robots / Robotics and Automation, 2004. Proceedings. ICRA '04. 2004 IEEE International Conference on 4 : 3785 ~ 3790

[단행본] - E. R. Westervelt / 2007 / Feedback control of dynamic bipedal robot locomotion / CRC press

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