로보트와 포지셔너의 특이성 회피 방법

A Method of Singularity Avoidance for A Robot-Positioner System

본 논문에서는 R-P 시스템의 특이성 회피 기능을 갖는 경로제어 방법에 관하여 논하였다. 먼저 R-P 시스템을 하나의 기구학적 모델로 하여 여유자유도를 갖는 Manippulator 제어 문제로 유도하였다. 또한 R-P 시스템의 특이성을 해식적으로 분석 고찰한 후 (내부)특이성일때 이를 회피하면서 경로오차를 허용범위내에 있도록 하기 위하여 DLS(damped least square)의 Damping Factor를 가변시켜 주는 방법을 제시하였다. 제시된 방법의 타당성을 보이기 위하여 5자유도를 갖는 Rhino 로보트와 2자유도를 갖는 포지셔널을 대상으로 조작성능지수(manipulability)를 최대화하는 방법, 고정 Damping Factor를 갖는 DLS 방법과 제시된 가변 Damping을 갖는 DLS 방법을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 경로오차와 성능지수 및 관절속도에 관점을 두어 비교 검토하였다.

A trajectory control method being capable of singularity avoidance is proposed for a robot and positoner (R-P) system. In the proposed method, the damping factor of the Damped Least Square (DLS) method is adjusted by gradients of trajectory following errors so that the singularity avoidance can be achieved while mimimizing the errors. Two numerical examples are given by employing a Rhino robot with five degrees-of-freedom (d.o.f.) and two d.o.f's, where the method of maximizing the manipulagility the DLS method with a fixd damping factor and the proposed method are compared in terms of trajectory following errors, manipulabilities and joint velocities.