이상과 같이 소개한 KIST 휴먼 로봇의 4족 보행시스템을 개발하는 데에 있어서 최대 목표는 보행제어의 지능화를 통해서 외관상 유사한 히타치사의 극한작업 로봇과 차별화시키는 것이다. 이를 위해서는 성능이 급격히 향상되어가고 있는 최신의 컴퓨터와 센서들을 적극 활용하면서 국내외 관련 전문가들이 축적하고 있는 노우 하우들을 최대한 활용하는 것이 필요하고, 기술적 으로는 걸음새의 지능제어, 반사제어, 소비동력의 최소화 등을 집중적으로 해결하는 것이 요구 된다. 휴먼 로봇 보행기구의 연구 성과는 궁극적으로 계단 등과 같은 단순 장애물은 물론 얼마나 악조건의 험로 위 자율 보행이 가능하고, 평제에서는 얼마나 빠른 최대 보행속도를 발휘할 수 있으며, 로봇에 탑재된 축전지만으로 얼마나 먼거리를 보행할 수 있는 지에 의해 그 질적 수 준이 판가름 나게 될 것이다. 이러한 점에서 이 과제의 추진은 국내의 로봇 연구 분야에 있어서 전혀 새로운 매우 거대한 도전이라고 할 수 있다.
This study deals with the traffic accident of circular intersections. The purpose of the study is to develop the accident models by traffic violation type. In pursuing the above, this study gives particular attention to analyzing various factors that influence traffic accident and developing such the optimal models as Poisson and Negative binomial regression models. The main results are the followings. First, 4 negative binomial models which were statistically significant were developed. This was because the over-dispersion coefficients had a value greater than 1.96. Second, the common variables in these models were not adopted. The specific variables by model were analyzed to be traffic volume, conflicting ratio, number of circulatory lane, width of circulatory lane, number of traffic island by access road, number of reduction facility, feature of central island and crosswalk.
본 논문은 4족 지능 로봇의 비평탄 지형 극복 기능을 구현하기 위해, 시뮬레이션 환경에서 제공하는 역기구학(Inverse Kinematic)과 개선된 강화 학습 방법(Partially Observable Markov Decision Process)을 분석하여 수립한 알고리즘을 동작 검증을 위한 임베디드 보드(Embedded Board)에 실제 적용하여 보았다. 이 연구를 통해 4족 보행 로봇의 효율적인 지형 극복형 보행 방식 설계 방법을 제안하며, 특히 IMU 센서의 지능적인 균형제어 방법을 평가하고 다양한 통신방식과 서보모터 제어 방식을 실험하고 구현하였다. 또한 모터 가감속 제어를 통해 보다 부드럽고 안정적인 보행을 구현한다.
This paper proposes the trot gait pattern generation and online control methods for a quadruped robot to carry heavy loads and to move fast on uneven terrain. The trot pattern is generated from the frequency modulated pattern generation method based on the frequency modulated oscillator in order for the legged robots to be operated outdoor environment with the static and dynamic mobility. The efficiency and performance of the proposed method are verified through computer simulations and experiments using qRT-1/-2. In the experiments, qRT-2 which has two front legs driven by hydraulic linear actuators and two rear casters is used. The robot can trot at the speed up to 1.3 m/s on even surface, walk up and down the 20 degree inclines, and walk at 0.7 m/s on uneven surface. Also it can carry over 100 kg totally including 40 kg payload.
For autonomous navigation, a legged robot should be able to walk over irregular terrain and adapt itself to variation of supporting surface. Walking through slope is one of the typical tasks for such case. Robot needs not only to change foot trajectory but also to adjust its configuration to the slope angle for maintaining stability against gravity. This paper suggests such adaptation algorithm for stable walking which uses feedback of reaction forces at feet. Adjusting algorithm of foot trajectory was studied with the estimated angel of slope without visual feedback. A concept of virtual slope angle was introduced to adjust body configuration against slope change of the supporting terrain. Regeneration of foot trajectory also used this concept for maintaining its stable walking against unexpected landing point.
본 논문에서는 비평탄 지형 보행이 가능한 이동형 로봇의 설계 최종 목적에 최적화된 12자유도 소형 4족 로봇의 하드웨어를 설계하였으며, 비평탄 지형을 극복하기 위한 지능적인 보행을 설계하고 그에 따른 각 관절별 모터들의 용량을 분석하고 시뮬레이션을 통해 최적의 파라미터값들을 도출한다
4족 보행 로봇의 보행을 이해하기 위하여 역기구학 분석은 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 각 다리가 3개의 자유도를 갖는 보행 로봇에 대한 역기구학을 직관적인 방법으로 해석하여 제공한다. 또한 다리의 끝단에 대응하는 관절 각도를 계산하는 프로그램을 개발하였으며 관련된 입출력 값들의 관계를 그래프 형태로 확인하였다.
본 프로젝트에서는 다양한 지형에 구애받지 않고 전천후로 활동할 수 있는 로봇을 구현하기 위해 바퀴형 로봇 보다는 4족 보행 로봇을 채택하여 지형 극복에 더 유리하고 안정적인 자세 제어와 보행을 할 수 있는 동시에 LiDAR 센서와 카메라 모듈을 이용한 SLAM(동시적 위치 추정 및 지도작성)과 원격으로 사물과 사람들을 파악할 수 있는 원격조종 탐사로봇을 개발하고자 한다.
본 연구의 목적은 신호교차로의 교통사고 심각성을 인식하고, 교통사고의 특성분석과 관련변수와의 상관분석 및 사고추정모형을 개발하는 것이다. 이러한 목적하에 본 연구에서는 2004년도 청주시 총 교통사고건수 3,115건 중 1,183건이 발생한 4지 신호교차로 전체(181개소)를 대상으로 하였다. 신호교차로 사고에 영향을 줄 것으로 판단되는 ADT, 교차로 면적, 평균차로폭 및 종단경사 등 독립변수들과 교통사고건수, 교통사고율(MEV) 및 EPDO를 종속변수로 선정하여, 상관분석 및 다중회귀분석을 통해 추정모형을 개발하였다. 모형개발 결과, 교통사고건수의 경우 ADT 등 5개의 변수가 주요 요인으로 분석되었으며($R^2=0.612$), 교통사고율(MEV)의 경우 교차로면적 등 5개 변수가 주요 요인으로 분석되었다($R^2=0.304$). 또한 신호교차로 교통사고의 심각성 및 특성분석이라는 본 연구의 목적에 가장 부합되는 EPDO의 경우는 ADT, 주도로 평균차로폭, 상향종단경사, 제한속도 차 등 4개 변수가 주요 요인으로 분석되었다($R^2=0.559$)
사고발생의 주요지점인 신호교차로 교통사고 발생건수는 해마다 증가하고 있어 교통사고를 감소시키기 위한 원인 규명이 매우 필요하다. 국내에서 연구되어진 기존의 교통사고예측 모형들은 대부분 Poisson 모형 등의 비선형 회귀분석을 이용한 사고원인분석이 주를 이루고 있다. 비선형 Econometrics 분석기법들이 사고의 성격을 분석하는데 가장 중요한 통계적 기법이기는 하지만, 도로에서 발생하는 교통사고의 원인분석적 차원에서 접근하면 이런 사고예측 모형들만 가지고 사고발생의 설명변수들을 규명하는데 구조적인 한계가 발생한다. 이는 이러한 통계적 방법들이 사고의 예측력을 높이는데 중점을 두고, 이를 위해 소수의 유효한 설명변수들만을 모형식에 포함시키기 때문이다. 따라서 사고에 대해 보다 구체적인 원인규명을 위해서는 비선형회귀분석모형의 개발과 동시에 비선형 Econometrics 분석기법의 단점을 보완하는 또 다른 통계적 노력이 필요하다. 이에 본 연구에서는 Poisson기법을 이용하여 지방부 4지 신호교차로의 사고예측모형을 개발하였고, 동시에 복합적인 인과관계를 증명하는데 다중변수관계를 포괄적으로 측정하여 탐색하는 구조방정식을 이용하여 사고모형을 개발하여 Poisson 모형의 결과값과 비교 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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