• 제목/요약/키워드: 보행 제어

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해저보행로봇을 위한 통신 프로토콜 설계 (Design of Communication Protocol for the Subsea Walking Robot)

  • 김방현;박성우;이판묵;전봉환
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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    • pp.403-406
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    • 2011
  • 한국해양연구원에서는 국토해양부의 지원을 받아 2010년 7월부터 새로운 개념의 해저로봇 개발에 착수하였다. 새로이 개발되는 해저로봇은 프로펠러 방식으로 추력을 얻는 기존의 해저로봇과는 달리 여러 개의 관절로 이루어진 6개의 다리를 이용하여 해저면에 근접해서 보행과 유영으로 이동하는 해저로봇으로 강조류와 악시계의 환경에서도 운용이 가능한 로봇이다. 이 해저보행로봇 시스템은 선상시스템과 완충기, 그리고 해저보행로봇으로 구성되며, 이들 사이는 광변환기를 통해서 광케이블로 연결된다. 선상시스템에는 해저로봇의 제어 및 모니터링을 위하여 10대의 컴퓨터가 설치되어 있고, 완충기와 해저로봇에 각각 1대의 입출력 컴퓨터가 내장되어 장착된 센서와 모터의 인터페이스를 담당한다. 본 논문에서는 해저보행로봇의 통신 시스템을 소개하고, 이 통신 시스템에서 사용되기 위하여 설계된 메시지의 통신 프로토콜을 설명한다. 해저보행로봇 시스템의 주 네트워크는 기가비트 이더넷이며, 안정된 통신 환경의 소규모 독립 네트워크이다. 완충기와 해저보행로봇에는 최대 100㎐로 동작하는 다양한 직렬 통신 방식을 갖는 다수의 센서와 모터가 장착되어 있는데, 입출력 컴퓨터가 이더넷 네트워크와의 인터페이스 역할을 수행하여 계층적 네트워크를 구성한다. 로봇 제어에서는 실시간성이 중요하기 때문에 이더넷에서 통신 메시지는 한 번의 전송으로 여러 컴퓨터에 전달할 수 있도록 멀티캐스팅을 사용하여 전송된다. 설계된 통신 프로토콜은 이러한 해저로봇 시스템의 특성에 적합한 간결한 구조로 설계되었으며, 최대 255개의 주소를 지정할 수 있고 255 종류의 메시지 형태를 설정할 수 있다.

보행자 충돌 회피를 위한 자율주행 차량의 종방향 거동 계획 (Longitudinal Motion Planning of Autonomous Vehicle for Pedestrian Collision Avoidance)

  • 김유진;문종식;정용환;이경수
    • 자동차안전학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.37-42
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    • 2019
  • This paper presents an autonomous acceleration planning algorithm for pedestrian collision avoidance at urban. Various scenarios between pedestrians and a vehicle are designed to maneuver the planning algorithm. To simulate the scenarios, we analyze pedestrian's behavior and identify limitations of fusion sensors, lidar and vision camera. Acceleration is optimally determined by considering TTC (Time To Collision) and pedestrian's intention. Pedestrian's crossing intention is estimated for quick control decision to minimize full-braking situation, based on their velocity and position change. Feasibility of the proposed algorithm is verified by simulations using Carsim and Simulink, and comparisons with actual driving data.

4족 보행 로봇 기반의 실시간 사람 검출 방법 (Real-time human detection method based on quadrupedal walking robot)

  • 한성민;유상중;이건;박명숙;김상훈
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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    • pp.468-470
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    • 2022
  • 본 논문은 강화학습 POMDP(Partially Observable Markov Decision Process) 알고리즘을 사용하여 자갈밭과 같은 비평탄 지형을 극복하는 4족 보행 지능로봇을 설계하고 딥러닝 기법을 사용하여 사람을 검출한다. 로봇의 임베디드 환경에서 1단계 검출 알고리즘인 YOLO-v7과 SSD의 기본 모델, 경량 또는 네트워크 교체 모델의 성능을 비교하고 선정된 SSD MobileNet-v2의 검출 속도를 개선하기 위해 TensorRT를 사용하여 최적화를 진행하였다

지형 극복을 위한 바퀴 구동형 자율주행 소형 로봇의 효율적 기구설계에 관한 연구 (A Study on the Efficient Mechanical Design of Wheel-Driven Autonomous Small Robots for Overcoming Terrain)

  • 정세진;김민규;선지호;박명숙;김상훈
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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    • pp.755-756
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    • 2023
  • 본 논문에서는 비평탄 지형 주행이 가능한 이동형 로봇의 구조 설계를 효율적으로 하기 위한 방법을 제안하고 실제로 구현하였다. 다양한 보행과 계단과 같은 비평탄 지형에서의 보행 메커니즘에 적합한 4개의 바퀴 및 구동 모터의 위치와 효율적 구조를 목적에 맞게 최적화 설계하였으며, 소형 로봇 플랫폼의 동작에 필요한 저전력의 효율적 구조를 제안하였다.

EMG 신호로 반신불수 환자의 보행 보조로봇 제어에 관한 연구 (A Study on Control of Walking Assistance Robot for Hemiplegia Patients with EMG Signal)

  • 신대섭;이동훈
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.55-62
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    • 2013
  • 본 논문은 편마비 환자나 장애인의 보행을 지원하는 외골격 로봇에 대해 연구하였다. 2축 자유도를 가진 외골격 로봇 개발 및 관절 운동에 대해 테스트 하였다. 정상적인 사람으로부터 얻어진 EMG 신호를 분석하고, 편마비 환자를 정상적인 사람처럼 보행 할 수 있도록 보조 로봇을 편리하고 자동화된 보행이 되도록 제어신호를 추출 하였다. 편마비 환자의 보행을 위한 기능적 전기 자극(FES)를 사용하는 목적이 손상된 기능을 복원하는 것이다. 그러나 이것은 사용을 잘못하면 환자에게 치명적인 전기 충격을 줄 수 있거나 지속적인 자극으로 근육피로의 원인이 될 수 있다. 최소한의 근육 피로도로 편마비 환자의 편리한 걸음은 제어 신호로 외골격 보조 로봇의 조작을 통해 가능성을 제시하였다. 보행 보조 외골격로봇은 FES 자극기를 사용하는 것보다 보다 효율적으로 동작할 수 있음을 보였다. 본 연구 실험은 앉아, 서, 걷기같이 우리의 생활에 보통의 움직임을 수행하고, 버튼스위치, 피에조 센서와 특별히 피드백 제어 시스템은 부드러운 보행 모션이 되도록 하였다. 그리고 실험결과도 건강한 다리의 근전도 신호를 편마비 환자의 손상된 다리의 보조로봇 시스템의 동작신호로 이용하여 편리하게 이동할 수 있음을 보여준다.

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보통 보행과 장애물 보행 시작시 에서 발꿈치 닿기 (Heel-Strike)의 정확도가 힘 조절과 EMG 에 미치는 영향 (Effect of Swing Limb Heel-Strike Accuracy on Force Modulation and EMG While Stepping over an Obstacle versus Initiating Gait from a Position of Quiet Stance)

  • 김형동;박래준;배성수
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제15권2호
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    • pp.196-209
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    • 2003
  • 본 연구의 목적은 보통 보행과 장애물 보행 시작시에 accuracy constraints, 즉 발꿈치 닿기(swing limb heel-strike)의 정확도가 힘판(forceplate) 상에서 힘의 조절 (force modulation)과 EMG에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하는 것이다. 본 실험의 대상자는 힘판(forceplate)위에서 보통 보행과 장애물 보행을 하되, 대상자 앞에 놓인 표적(target)에 정확히 발꿈치 닫기 (heel-strike)를 하도록 유도되었다. 이 때 힘판 자료와 전경골근(tibialis anterior)및 가자미근 (soleus)의 근전도 (EMG)의 활동을 양쪽 다리에서 측정하였다. 대상자 앞에 놓인 표적 (target)에 정확한 발꿈치 닫기(heel-strike)가 요구되었을 때에는 발끝밀기(swing toe-off) 시간이 증가되었으며 힘판(forceplate)상에서의 peak farce와 slope to peak force 가 감소되는 것으로 나타났다. 전경골근 (tibialis anterior)의 활동역시 큰 차이로 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 보통 보행과 장애물 보행시의 근전도 혹은 힘판상의 자료에는 큰 차이점이 없는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 기존의 상지(upper extremity)에서 보여준 운동제어 (motor control)의 이론들이 하지(lower extremity)에서도 동일하게 적용될 수 있음을 보여주는 것이다.

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생체 모방 로봇의 기술개발 동향

  • 윤병호;김영국;김수현
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.26-30
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    • 2012
  • 생체 모방 로봇은 생명체에서 영감을 얻어 새로운 로봇분야를 개척하고 기존의 로봇으로는 하기 힘들었던 한계점들을 극복하는데 목적이 있다. 이러한 생체 모방 로봇은 간단한 생물체의 형태 혹은 메커니즘의 모방으로부터 시작되어 바퀴가 갈 수 없었던 험지, 혹은 하수구, 좁은 통로에서 사용될 수 있는 로봇들을 개발하는 데 초점이 맞추어져 있었다. 이러한 로봇들의 예로써는 크게 이족 보행, 4족 보행, 다족 보행 로봇 등 생물체의 이동 메커니즘을 모방한 로봇들이 있다. 이러한 연구들은 기존 로봇에 사용되었던 재료, 제작 방법을 이용한 것이었다. 하지만 최근 생체 모방 로봇 기술은 새로운 접근 방법, 새로운 재료를 이용한 제작방법으로 기존의 로봇과는 다른 형태로 진화하고 있다. 이러한 기술은 경량화 기술, 초 소형화 기술, 3차원 프린팅 기술 그리고 소프트 물질을 이용한 제작 방법 등이 있다.

소형사각 보행로보트의 제작과 정적걸음새의 구현 (Design of Small Scale Quadruped Walking Robot and Realiazion of Static Gait)

  • 배건우
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.398-402
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    • 1996
  • This paper addresses the design and the gait control of quadruped walking robot. First, we concern the mechanical and electronical(control system) hardware of walking robot, and the second is the results of experiments. The walking robot is the most suitable form to substitute fot human being. So walking robot is worthy of research. The quadruped walking robot and control system is the simplest type of walking robot, therefore we designed a small seale robot for realization of static gait. The robot is designed commpactly and its legs are constructed parallel link type and able to move freely in space. Control system consists of one upper level controller and four lower level controllers. The upper level controller plans the walking path and commands the low level controllers to follow the planned path. The main function of low level cotrollers is control of motors. Total number of motors is twealve and they operate four legs. And robot is ordered to walk and realize static wave gait.

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이족 보행 로봇의 반복 걸음새 제어를 위한 학습 제어기 (A Learning Controller for Repetitive Gate Control of Biped Walking Robot)

  • 임동철;국태용
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.538-538
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    • 2000
  • This paper presents a learning controller for repetitive gate control of biped robot. The learning control scheme consists of a feedforward learning rule and linear feedback control input for stabilization of learning system. The feasibility of teaming control to biped robotic motion is shown via dynamic simulation with 12 dof biped robot.

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