This paper presents a gait control scheme for teleoperation of a quadruped-walking robot. In teleoperation of a walking robot, an operator gives a real-time generated velocity command to a walking robot instead of a moving trajectory. When the direction of the velocity command is changed, the periodic gait is not available because this requires an initial foot position . This paper proposes the aperiodic gait control scheme that can converge to a periodic gait Simulation results are given to demonstrate the efficiency of the proposed control scheme.
Kim, Dong-Hwan;Hong, Young-Ho;Kim, Sangsu;Jwa, Geun-Ho
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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pp.104.3-104
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2002
A quadruped stair robot introduced here plays a role in monitoring and moving some place where an operator can not reach or when he may not keep watching. It has several features that travels and poses variable position by four caterpillars and quadruped typed arms, transmits an image and command data via RF wireless and network communication. The robot can balance itself when it moves up and down on a slope by using the quadruped mechanism. The robot vision scans ahead before it moves, and the captured image is transferred to a main computer via a RF image module. The main computer analyzes the obstacle, and when it is found the obstacle, the robot avoids from the obstacle and keep moving f...
$\textbullet$ This paper deals with obstacle avoidance of a quadruped robot with a vision system and a PSD sensor. $\textbullet$ The vision system needs for obstacle recognition toward robot. $\textbullet$ Ths PSD sensor is also important element for obstacle recognition. $\textbullet$ We propose algorithm that recognizes obstacles with one vision and PSD sensor. $\textbullet$ We also propose obstacle avoidance algorithm with map from obstacle recognition algorithm. $\textbullet$ Using these algorithm, Quadruped robot can generate gait trajectory. $\textbullet$ Therefore, robot can avoid obstacls, and can move to target point.
This paper presents a novel method of path planning for a quadruped walking robot on irregular terrain. In the previous study on the path planning problem of mobile robots, it has been usually focused on the collision-free path planning for wheeled robots. The path planning problem of legged roboth, however, has unique aspects from the point of viw that the legged robot can cross over the obstacles and the gait constraint should be considered in the process of planning a path. To resolve this unique problem systematically, a new concept of the artificial intensity field of light is numerically constructed over the configuration space of the robot including the transformed obstacles and a feasible path is sought in the field. Also, the efficiency of the proposed method is shown by various simulation results.
A necessity of remote control robots or various searching robots etc. that accomplish works given instead of human under long distance and extreme environment such as volcano, universe, deep-sea exploration and nuclear power plant etc. is increasing, and so the development and the research regarding these mobile robots are actively progressing. The wheel mobile robot or the track mobile robot have a sufficient energy efficiency under this en, but also have a lot of limits to accomplish works given which are caused from the restriction of mobile ability. Therefore, recently many researches for the walking robot with superior mobility and energy efficiency on the terrain, which is uneven or where obstacles, inclination and stairways exist, have been doing. The research for these walking robots is separated into fields of mechanism and control system, gait research, circumference environment and system condition recognition etc. greatly. It is a research field that the gait research among these is the centralist in actual implementation of walking robot unlike different mobile robots. A research field for gait of walking robot is classified into two parts according to the nature of the stability and the walking speed, static gait or dynamic gait. While the speed of a static gait is lower than that of a dynamic gait, a static gait which moves the robot to maintain a static stability guarantees a superior stability relatively. A dynamic gait, which make the robot walk controlling the instability caused by the gravity during the two leg supporting period and so maintaining the stability of the robot body spontaneously, is suitable for high speed walking but has a relatively low stability and a difficulty in implementation compared with a static gait. The quadruped walking robot has a strong point that can embody these gaits together. In this research, we will develope an autonomous quadruped robot with an asaptibility to the environment by selectry appropriate gait, element such as duty factor, stride, trajectory, etc.
This paper presents discontinuous zigzag gait analysis for a newly modeled quadruped walking robot with an articulated spine which connects the front and rear parts of the body. An articulated spine walking robot can move easily from side to side, which is an important feature to guarantee a larger gait stability margin than that of a conventional single rigid-body walking robot. First, we suggest a kinematic modeling of an articulated spine robot which has new parameters such as a waist-joint angle, a rotate angle of a front and rear body and describe characteristics of gait using an articulated spine. Next, we compared the difference of walking motion of newly modeled robot with that of a single rigid-body robot and analyzed the gait of an articulated spine robot using new parameters. On the basis of above result, we proposed a best walking motion with maximum stability margin. To show the effectiveness of proposed gait planning by simulation, firstly the fastest walking motion is identified based on the maximum stride, because the longer the stride, the faster the walking speed. Next, the gait stability margin variation of an articulated spine robot is compared according to the allowable waist-joint angle.
고성능의 보행 로봇에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 4족 보행 로봇은 비평탄 지형에서 이동성과 적응력이 뛰어나 많은 관심을 받고 있지만 높은 비용으로 도입과 활용성에 어려움이 있다. 본 논문에서는 저비용의 4족 로봇에 지능적 기능을 적용하여 활용도를 높이기 위해 임베디드 보드에 IMU와 강화학습을 탑재하여 비평탄 지형 극복능력을 개선하고 카메라와 딥러닝을 이용하여 객체를 자동으로 검출하는 방법을 제시한다. 로봇은 4족 포유류 동물의 다리 형태로 구성되고 각 다리는 3 자유도를 가진다. 설계된 3D 모델로 시뮬레이션 환경에서 복잡한 지형을 학습시키고 실제 로봇에 적용한다. 본 연구방법의 적용을 통해 평탄 지형과 비평탄 지형의 보행 능력에 크게 차이가 나지 않음을 확인하였으며 제한된 실험조건에서 실시간으로 사람 검출을 수행하는 동작을 확인하였다.
본 논문에서는 로봇 간의 결합과 허리 관절을 이용하여 변형 가능한 다 개체 4족 로봇 플랫폼을 제안하였다. 메카넘 휠을 적용하여 다양한 각도로 주행이 가능하고, 주행으로는 이동할 수 없는 환경을 극복하기 위해 보행도 가능한 복합 이동형 로봇으로 설계하였다. 주행 및 보행을 구현하기 위해 2가지의 기구학을 사용하였으며, 보행은 일정한 패턴을 생성하여 구현하였다. 로봇의 전면부와 후면부에는 결합 모듈을 장착하였고, 두 로봇 간의 결합을 위해 결합 알고리즘을 제시하고 실험하였다. 변형을 위해 로봇의 몸 중간에 허리 관절을 적용하였고, 허리 관절을 이용한 변형을 통해 물건을 옮길 수 있는 새로운 기능을 구현하였다.
본 논문에서는 4족 보행로봇 TITAN-VIII의 모든 관절각과 로봇 본체의 자세각을 계측하여 발바닥의 위치를 추정하고 각 관절의 구동모터를 제어하였다. 네 발바닥에 로드셀을 설치하여 주기, 한주기당 이동거리와 발바닥이 들어 올려지는 높이를 변경하여 8가지 서로 다른 조건에서 보행실험을 수행하고 보행 중 발바닥에 가해지는 힘과 각 관절을 구동하는 모터의 소비전력을 구한 후 비교 분석하여 자세제어의 타당성을 평가하였다. 분석결과 새로운 주기가 시작되는 구간에서 발바닥이 지면을 늦게 떠나는 슬립현상을 확인했는데 이것은 관절각과 본체의 자세각을 계측하여 발바닥의 위치를 추정하고 보행계획을 수립하여 제어하는 것만으로 보행 중 발생하는 로봇 본체의 기울어짐과 기계적인 에러를 완벽하게 극복하지 못함을 확인했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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