• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
• /
• v.18 no.1
• /
• pp.100-108
• /
• 2008

This paper proposes a method of adaptively generating a gait pattern of biped robot. The gait synthesis is based on human's gait pattern analysis. The proposed method can easily be applied to generate the natural and stable gait pattern of any biped robot. To analyze the human's gait pattern, sequential images of the human's gait on the sagittal plane are acquired from which the gait control values are extracted. The gait pattern of biped robot on the sagittal plane is adaptively generated by a genetic algorithm using the human's gait control values. However, galt trajectories of the biped robot on the sagittal Plane are not enough to construct the complete gait pattern because the bided robot moves on 3-dimension space. Therefore, the gait pattern on the frontal plane, generated from Zero Moment Point (ZMP), is added to the gait one acquired on the sagittal plane. Consequently, the natural and stable walking pattern for the biped robot is obtained.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.10a
• /
• pp.325-326
• /
• 2007

인간형 로봇(Humanoid)은 인간과 유사한 구조를 갖고 있는 로봇으로, 이족 보행이 가능하고 양 손이 자유롭기 때문에 인간 생활 환경에 적용이 가능하다. 인간형 로봇은 이족 보행 로봇의 형태를 지니며 보통 20 자유도(DOF : Degree of freedom) 이상의 높은 자유도와 직렬형 링크 구조로 인해 로봇의 안정도를 해석하고 움직임을 제어하기가 어렵다. 이러한 이유로 이족 보행 로봇 동작의 안정도를 증가시키기 위해 로봇의 최적화된 동작 패턴 생성과 자세 제어 등이 연구 되고 있다. 본 논문에서는 범용 근사자의 특징을 갖는 신경망을 이용하여 이족 보행 로봇의 동작 패턴 생성 방법에 대하여 제안하였다. 실제로 계획된 동작을 토대로 6가지의 동작 패턴을 생성하였으며 컴퓨터 모의실험과 상용 이족 보행 로봇을 이용하여 생성된 동작 패턴의 안정도를 확인해보고 제안된 방법에 타당성을 검증하였다.

• Journal of Internet of Things and Convergence
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.7-11
• /
• 2018

In this paper, kinematic based walking pattern generation of biped walking robot is reviewed. Biped walking robot should be consisted of 6 Degree of Freedom(DOF) for each leg to walk properly in 3 dimensional circumstance. In this paper, simple structure of biped robot is depicted for walking pattern firstly. After fixing path of ankle of the robot, angle joints are coming from kinematic equatioins. Coordination of joints of a robot was set for dynamic analysis also. So walking pattern of a robot will be designed using dynamic equations of coordination of joint angles. Finally, setting of ankle of robot and pattern generation are key procedures of the robot walking.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2006.07d
• /
• pp.1937-1938
• /
• 2006

최근 들어 안정적인 보행 패턴 생성을 위해서 많은 방법들이 제안 되고 있다. 대부분의 논문에서 주기적인 보행에 대한 연구는 이루어지고 있으나 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대한 분석은 이루어지지 않고 있다. 본 논문은 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대한 분석을 통해 기존의 역 진자 모델(Inverted pendulum model)을 기반으로 부드러운 무게 중심의 궤적을 생성하는 해석적 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 정현파 함수를 이용해 영 모멘트 위치(ZMP, Zero Moment Point) 궤적을 설계한다. 영 모멘트 위치 궤적 설계 시 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대해 영 모멘트 위치와 무게 중심 간의 비 최소 위상(non-minimum phase) 시스템의 특성을 이용한다. 제안된 방법을 이용하여 주기적인 보행 구간 및 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에서 부드러운 무게 중심 궤적이 생성됨을 시뮬레이션을 통해 구현하여 제안된 방법의 유효성을 보인다.

• Journal of KIISE:Software and Applications
• /
• v.36 no.2
• /
• pp.131-143
• /
• 2009

Based on the fact that a human being walks naturally and stably with consuming a minimum energy, this paper proposes a new method of generating a natural gait of 5-link biped robot like human by analyzing a COG (Center Of Gravity) trajectory of human's gait. In order to generate a natural gait pattern for 5-link biped robot, it considers the COG trajectory measured from human's gait images on the sagittal and frontal plane. Although the human and 5-link biped robot are similar in the side of the kinematical structure, numbers of their DOFs(Degree Of Freedom) are different. Therefore, torques of the human's joints cannot are applied to robot's ones directly. In this paper, the proposed method generates the gait pattern of the 5-link biped robot from the GA algorithm which utilize human's ZMP trajectory and torques of all joints. Since the gait pattern of the 5-link biped robot model is generated from human's ones, the proposed method creates the natural gait pattern of the biped robot that minimizes an energy consumption like human. In the side of visuality and energy efficiency, the superiority of the proposed method have been improved by comparative experiments with a general method that uses a inverse kinematics.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.07a
• /
• pp.1839_1840
• /
• 2009

본 논문에서는 4족 보행 로봇의 제작을 위한 4족 보행 로봇 시뮬레이터를 구성한다. 우선 제작하고자 하는 4족 보행 로봇의 기구학 모델링은 순기구학 모델과 역기구학 모델을 유도하며 역기구학 모델은 기하학적 방법을 이용한다. 한편 구성된 시뮬레이터에서는 유도한 4족 보행 로봇의 모델을 이용한 보행 패턴 생성 등은 PC에서 연산하며 연산된 값은 4족 보행 로봇의 컨트롤러를 이용하여 각 모터에 전송 가능하며, 이때 PC와 제어기 사이의 통신은 지그비(Zigbee)를 이용한 무선 통신을 사용한다. 또한 모든 연산 과정 및 실제 시뮬레이터 구성은 MATLAB을 이용한다. 마지막으로, 기존 걸음새 패턴 생성 방법을 이용 하여 구성된 4족 보행 로봇 시뮬레이터의 효용성을 검증하였다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
• /
• v.21 no.1
• /
• pp.132-137
• /
• 2017

This paper proposes a transformation method of the zero moment point (ZMP) and the center of mass (CoM) from one walking pattern to other patterns by considering the structure of a robot or walking situations in real time. In general, a humanoid robot has own structure characteristics like height and mass. The structure characteristics make the given CoM/ZMP walking pattern of one human or one humanoid robot to be difficult to apply to other robot directly. For this purpose, we analyze the characteristics of walking patterns according to the step length, duration of walking support phase and the CoM height by using the cart-table model as the simple humanoid robot model. A transformation equation is derived from the analyzation and it is verified with simulation.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
• /
• v.25 no.3
• /
• pp.248-253
• /
• 2015

In order to adapt to human's life and perform missions, a humanoid robot needs a height at least similar with children's. In this paper, we proposed a humanoid robot which is like a child who is taller than 1m. We presented showing the humanoid robot's kinematics, designing of a three-dimensional model, developing mechanisms, and the hardware structures using servo motors and compact size PC. Through this process, we designed and manufactured child humanoid robot 'CHARLES(Cognitive Humanoid Autonomous Robot with Learning and Evolutionary Systems)' that is robot is 1m 10cm tall and 8.16kg in weight. For robot's walking, we applied to ZMP-based walking technique and the creation algorithm is applied for walking patterns. Through experiments, we analyzed walking patterns according to the creation and changing parameter values.

• Journal of Platform Technology
• /
• v.6 no.3
• /
• pp.23-30
• /
• 2018

A motion pattern generation is a process of calculating a certain stable motion trajectory for stably operating a certain motion. A motion control is to make a posture of a robot stable by eliminating occurring disturbances while a robot is in operation using a pre-generated motion pattern. In this paper, a general method of motion pattern generation for a biped walking robot using universal approximator, learning neural networks, is proposed. Existing techniques are numerical methods using recursive computation and approximating methods which generate an approximation of a motion pattern by simplifying a robot's upper body structure. In near future other approaches for the motion pattern generations will be applied and compared as to be done.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2013.05a
• /
• pp.1625-1626
• /
• 2013