DOI QR코드

DOI QR Code

The Study of Methods for Improve the Linearity of the Walking Assistant Robot to Move on Lateral Slopes

횡단경사면에서 지능형 보행보조로봇의 직진성 향상 방안 연구

  • Lee, Won-Young (Dept. of Electronic Engineering, Korea Polytechnic University) ;
  • Eom, Su-Hong (Dept. of Electronic Engineering, Korea Polytechnic University) ;
  • Jang, Mun-Suck (Dept. of Electronic Engineering, Korea Polytechnic University) ;
  • Kwon, O-Sang (Dept. of Electronic Engineering, Korea Polytechnic University) ;
  • Lee, Eung-Hyuk (Dept. of Mechanical Automation, Gyeonggi College of Science and Technology)
  • 이원영 (한국산업기술대학교 전자공학과) ;
  • 엄수홍 (한국산업기술대학교 전자공학과) ;
  • 장문석 (한국산업기술대학교 전자공학과) ;
  • 권오상 (한국산업기술대학교 전자공학과) ;
  • 이응혁 (경기과학기술대 기계자동화과)
  • Received : 2012.11.12
  • Published : 2013.01.25

Abstract

In this paper, we propose the algorithm that improves the linearity of the walking assistant robot on lateral slopes. The walking assistant robot goes out of the course due to the rotational moment which is caused by the weight of the robot and the slope. To compensate this, we give the weight to each driving axle after comparing the real rotational angular velocity with the target rotational angular velocity which is entered by an user. The results of applying the algorithm to the real walking assistant robot show that the yaw axis deviation of the robot without the algorithm diverges, but the yaw axis deviation of the robot with the algorithm lies within 20cm, which can be recognized as stable. In addition, the changing rate of the course deviation is stabilized and shows no more course deviation, after moving 300cm.

본 논문은 지능형 보행보조로봇이 횡단경사면주행에 있어 직진성 향상 알고리즘을 제안한다. 보행보조로봇은 횡단경사면주행시 로봇의 무게와 경사도에 의해 발생되어지는 회전모멘트의 영향을 받아 경로 이탈을 하게 된다. 이를 보정하기 위해 사용자가 입력하는 목표 회전각속도와 로봇의 회전각속도와의 비교를 통해 각 구동축에 가중치를 인가하는 알고리즘을 적용하였다. 제안한 보정 제어기를 실\제 보행보조로봇에 적용한 결과 횡단경사면 이동시 Yaw 축 이탈거리는 무보정 실험의 경우 발산하지만 Yaw 보정 알고리즘을 적용하였을 경우에는 이탈거리가 최대 20cm 이내로 안정적인 주행을 하는 것을 확인할 수 있었으며, 이탈거리 변화율 또한 300cm 이후 안정화되어 더 이상의 변화가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 전경진, "실버공학기술개발", 한국정밀공학회, 제21권 제1호, pp.11-16, 2004.1
  2. 전경희, "노인생활실태 및 복지욕구조사", 한국보건사회연구회, 보건복지포럼, pp.50-56, 2005.3
  3. 심현민, 정치연, 이응혁, "노령자의 생활지원을 위한 지능형 보행보조 로봇 기술", 전자공학회지, 제33권 제7호, pp26-41, 2006.7
  4. 최혁재, 강성재, 권칠용, 류제청, 이석민, 문무성, "고령자 보행보조로봇 제어기법 연구", 제어로봇시스템학회 논문지, 제16권 제9호, pp823-826, 2010.9 https://doi.org/10.5302/J.ICROS.2010.16.9.823
  5. 이동광, 공정식, 고민수, 이응혁, "비평탄지형에서의 보행의지파악 센서 진동량 감쇠 알고리즘 개발", 한국지능시스템학회, 제21권 제1호, pp42-48, 2011. 2 https://doi.org/10.5391/JKIIS.2011.21.1.42
  6. Kim K, Nam K, Oh S, Fujimoto H and Hori Y, "Yaw Motion Control of Power-assisted Wheelchairs under Lateral Disturbance Environment", IECON 2011 - 37th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, pp4256-4261, Nov. 2011.
  7. Yasuhisa Hirata, Asami Hara, Kazuhiro Kosuge, "Motion Control of Passive Intelligent Walker Using Servo Brakes", IEEE Transactions on Robotics, vol23, No 5, pp981-990, Oct. 2007. https://doi.org/10.1109/TRO.2007.906252
  8. Takei T, Suzuki Y, Matsumoto O, Adachi Y, Sasaki Y, Kamo M, "Development of assistive technologies for safe operation of electric wheelchairs on sloping sidewalks and grade height differences", System Integration (SII), IEEE/SICE International Symposium, pp43-48, Sendai, Japan, Dec. 2010.
  9. C. E. Brubaker, "Effects of side slope on wheelchair performance", Journal of Rehabilitation Research and Development vol. 23 No. 2, pp55-57, 1986.
  10. 김종환, "Robot Soccer System", 과학문화사, pp 13-17, 1999.

Cited by

  1. Development of a Caterpillar-Type Walker for the Elderly People vol.12, pp.1, 2022, https://doi.org/10.3390/app12010383