초록 ▼

본 과제는 보행로보트의 개발에 있어서 중요한 분야중의 하나인 보행제어 알고리즘을 개발하여 실제 로봇에 구현하는데 그 목적이 있다. 연구내용은 보행제어 알고리즘의 이론 연구, 실제 로봇에의 구현 및 실험, 보행시범, 신경망을 응용한 지능 걸음새 제어 알고리즘 개발 등으로 나뉘어 수행되었다.연구결과로서 두대의 실제 보행 로봇에 여러가지의 보행제어 알고리즘을 구현하여 실제 보행을 시범보였으며, 게걸음새의 안정도에 관한 수학적 해석을 수행하여 보행제어 분야에서의 이론적 토대를 마련하였다. 또한 신경망의 여러 모델 중 Hopfield 모델을

본 과제는 보행로보트의 개발에 있어서 중요한 분야중의 하나인 보행제어 알고리즘을 개발하여 실제 로봇에 구현하는데 그 목적이 있다. 연구내용은 보행제어 알고리즘의 이론 연구, 실제 로봇에의 구현 및 실험, 보행시범, 신경망을 응용한 지능 걸음새 제어 알고리즘 개발 등으로 나뉘어 수행되었다.연구결과로서 두대의 실제 보행 로봇에 여러가지의 보행제어 알고리즘을 구현하여 실제 보행을 시범보였으며, 게걸음새의 안정도에 관한 수학적 해석을 수행하여 보행제어 분야에서의 이론적 토대를 마련하였다. 또한 신경망의 여러 모델 중 Hopfield 모델을 이용하여 직선 걸음새 제어 및 장애물 회피 알고리즘을 개발하였다. 이러한 연구는 국내 최초로 수행되었으며 앞으로 보행로봇 분야의 밑거름이 될 것이다.

목차 Contents

• 제1장 서론...22
• 제1절 연구개발의 목적...24
• 제2절 연구개발의 범위...26
• 제2장 보행 제어 알고리즘의 개발...28
• 제1절 걸음새의 기본 연구...30
• 1. 걸음새의 정의...30
• 2. 걸음새의 표기 방법...31
• 제2절 걸음새 제어 알고리즘의 요구 사항...33
• 제3절 용어 정의...36
• 제4절 경사면에서의 걸음새 개발...40
• 1. 개요...40
• 2. 축소된 보행 체적...43
• 3. 최대 경사선상에서의 보행 알고리즘...46
• 제5절 게 걸음새의 개발...50
• 1. 게걸음의 기본 성질...50
• 2. 4각의 가능한 걸음새 시퀸스(Ⅰ)...52
• 3. 게걸음의 대칭성...55
• 4. 최소안정도가 발생하는 시간에 대한 조건...58
• 5. 4각의 가능한 걸음새 시퀸스(Ⅱ)...62
• 6. 게걸음의 최적의 세로안정도...63
• 7. 게걸음각에 따르는 최적의 시퀸스...72
• 8. 안정도 값을 증가시키기 위한 방법...75
• 제6절 자유 걸음새의 개발...78
• 1. 서론...78
• 2. 연구 개발시의 고려 사항...78
• 3. 게걸음을 이용한 자유걸음새의 연구...81
• 제3장 신경망 보행 제어 알고리즘...86
• 제1절 개요...88
• 제2절 직선 보행...89
• 1. 개요...89
• 2. 문제 설정...89
• 3. 시뮬레이션...94
• 제3절 장애물 통과...98
• 1. 개요...98
• 2. 장애물 통과 알고리즘...98
• 제4절 문제점 및 분석...102
• 1. 정밀도의 문제...102
• 2. 시스템 구현...103
• 3. 새로운 신경망 구조의 제안...103
• 제5절 진동 문제 해결을 위한 신경망 접근 방법...108
• 1. 문제점...108
• 2. 접근 방법...108
• 3. 제어 구조...108
• 4. 제어 가능성...108
• 5. 도립 진자 문제...109
• 제4장 보행실험...112
• 제1절 모델-Ⅰ 로보트를 이용한 보행 실험...114
• 1. 빠른 직선 보행의 실험...114
• 2. 시각 시스템을 이용한 장애물 통과 실험...118
• 3. 경사면에서의 보행 실험...124
• 제2절 모델-Ⅱ 로보트를 이용한 보행 실험...125
• 1. 보행 성능...125
• 2. 걸음새 제어 소프트웨어...127
• 3. 탁자형 장애물 통과 실험...129
• 4. 파이프형 장애물 통과 실험...130
• 5. 계단에서의 보행 실험...131
• 6. 게 걸음새의 구현...133
• 제5장 결론...136
• 참고문헌...139