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이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법

  • 기술번호 : KST2014046873
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명의 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법에 따르면, 단위 벡터장 항법(univector field navigation method)을 기반으로 하여 매 발걸음마다 가변적 걸음 생성기(modifiable walking pattern generator, MWPG)의 입력(input)인, 보폭, 발의 방향, 걸음 시간과 같은 이족보행 로봇의 걸음에 관한 정보를 포함하고 있는 CS(command state)를 결정하고, 결정된 CS를 만족하기 위한 이족보행 로봇의 모든 다리 관절의 궤적을 생성할 수 있다.또한, 이족보행 로봇의 보행 중 최단 시간, 장애물과 충돌 없는 안정성, 최소 에너지 소비를 위해 단위 벡터장을 진화 알고리즘(evolutionary algorithm)으로 최적화할 수 있다. 아울러 본 발명에 따르면 상기의 궤적의 생성과 진화 알고리즘에 의한 최적화 기법을 이용하여 실시간으로 이족보행 로봇의 발걸음을 계획할 수 있다.
Int. CL G05D 1/08 (2006.01) B25J 5/00 (2006.01) B25J 9/16 (2006.01)
CPC B62D 57/032(2013.01) B62D 57/032(2013.01) B62D 57/032(2013.01) B62D 57/032(2013.01)
출원번호/일자 1020100083472 (2010.08.27)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-1210498-0000 (2012.12.04)
공개번호/일자 10-2012-0019893 (2012.03.07) 문서열기
공고번호/일자 (20121210) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2010.08.27)
심사청구항수 12

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김종환 대한민국 대전광역시 유성구
2 홍영대 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이은철 대한민국 서울특별시 송파구 법원로**길 **, A동 *층 ***호 (문정동, H비지니스파크)(*T국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2010.08.27 수리 (Accepted) 1-1-2010-0555934-17
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2012.04.25 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2012.06.01 수리 (Accepted) 9-1-2012-0043467-10
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2012.06.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0355559-89
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2012.07.26 수리 (Accepted) 1-1-2012-0598861-04
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2012.07.26 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2012-0598863-95
7 등록결정서
Decision to grant		 2012.11.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0722764-41
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.02.01 수리 (Accepted) 4-1-2013-5019983-17
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
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번호 청구항
1 1
이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 장치를 이용한 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법에 있어서,단위 벡터장 항법(univector field navigation method)을 기반으로 이족보행 로봇의 걸음에 관한 정보를 포함하고 있는 CS(command state)를 결정하며, 상기 CS를 이용하여 상기 이족보행 로봇의 모든 다리 관절의 궤적을 산출하는 것을 특징으로 하며,상기 CS는,상기 이족보행 로봇의 왼발의 정면 방향으로의 보폭, 오른발의 정면 방향으로의 보폭, 왼발의 측면 방향으로의 보폭, 오른발의 측면 방향으로의 보폭, 한발지지 시간, 두발지지 시간, 왼발의 방향 및 오른발의 방향의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하되,상기 CS의 결정은,연속된 두 발걸음 사이의 중간점을 발걸음의 기준 위치로 사용하고, 상기 기준 위치에서 단위 벡터를 산출하며, 상기 왼발의 방향 및 오른발의 방향을 상기 단위 벡터로부터 얻어지는 각도로 설정하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
2 2
삭제
3 3
삭제
4 4
제 1 항에 있어서,상기 단위 벡터는,상기 이족보행 로봇이 목적지에 도달하기 위한 단위 벡터장(move-to-goal univector field, MUF)과 장애물 회피를 위한 단위 벡터장(avoid-obstacle univector field, AUF)을 이용하되, 최종 단위 벡터는 MUF와 각 장애물들의 AUF들의 합을 표준화(normalization)하여 산출되는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
5 5
제 4 항에 있어서,상기 이족보행 로봇의 모든 다리 관절의 궤적의 산출은 가변적 걸음 생성 방법(modifiable walking pattern generating method)을 이용하되, 상기 가변적 걸음 생성 방법은,상기 이족보행 로봇의 한발지지 상태에서의 동역학을 3차원 선형 역진자 모델을 확장하여 동차해(homogeneous solution) 뿐만 아니라 특수해(particular solution)도 이용하는 방법으로, 상기 이족보행 로봇의 걸음에 관한 ZMP(zero moment point) 함수를 이용하여 한발지지 상태 동안 무게 중심의 위치와 속도를 독립적으로 변화시키는 것에 의해 상기 이족보행 로봇의 모든 다리 관절의 궤적을 산출하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
6 6
제 5 항에 있어서,상기 궤적의 산출은,상기 이족보행 로봇이 상기 결정된 CS를 따라 이동하도록, 상기 이족보행 로봇의 발을 단위 벡터의 방향으로 하고, 이전 발걸음에서의 발의 방향과 수직이고 기준 위치로부터 상기 이족보행 로봇의 미리 설정된 측면 방향 보폭의 2분의 1 만큼 떨어져 있는 위치에 놓게 하기 위한 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
7 7
제 6 항에 있어서,상기 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법은,(a) i번째 발걸음에서의 CS를 결정하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 CS를 이용하여 상기 이족보행 로봇의 모든 다리 관절의 궤적을 산출하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 산출된 궤적에 따라, 기준 위치 가 발걸음의 발의 방향의 단위 벡터 와 수직하고, 그 발의 중심으로부터 상기 이족보행 로봇의 미리 설정된 측면 방향 보폭의 2분의 1인 만큼 떨어져 있는 위치 로 수정되는 단계;(d) 상기 단위 벡터 를 이용하여 다음 발걸음의 기준 위치 를 산출하는 단계;(e) 다음 발걸음의 단위 벡터 가 산출되고, 산출된 다음 발걸음의 단위 벡터 를 이용하여 다음 CS가 결정되는 단계; (f) 상기 (e) 단계에서 결정된 다음 CS를 이용하여 상기 이족보행 로봇의 모든 다리 관절의 궤적을 산출하는 단계; 및 (g) 상기 (f) 단계에서 산출된 궤적에 따라, 기준 위치 가 발걸음의 발의 방향의 단위 벡터 와 수직하고, 그 발의 중심으로부터 상기 이족보행 로봇의 미리 설정된 측면 방향 보폭의 2분의 1인 만큼 떨어져 있는 위치 로 수정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
8 8
제 7 항에 있어서, 상기 이족보행 로봇이 설정된 목적지에 도달하지 않았다면, 상기 (a) 단계부터 상기 (g) 단계를 반복적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 (d) 단계에서의 는 다음 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
10 10
제 1 항에 있어서, 진화 알고리즘을 이용하여 상기 단위 벡터장을 최적화함으로써 상기 이족보행 로봇의 이동에 있어서 최단 시간, 장애물과 충돌 없는 안정성 및 최소 에너지 소비를 고려한 발걸음 계획이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
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제 10 항에 있어서, 상기 진화 알고리즘을 이용한 단위 벡터장의 최적화는, 장애물 회피를 위한 단위 벡터장(avoid-obstacle univector field, AUF)을 산출하기 위한 와 기호 ±를 최적화하는 것에 의해 이루어지되,상기 는 상기 AUF의 산출에 사용되는 쌍곡 나선 단위 벡터장(hyperbolic spiral univector field)의 나선(spiral)의 미리 정해진 반지름 길이, 상기 는 AUF의 경계(boundary)의 크기, 상기 은 만약 이 증가하면 나선(spiral)의 곡률이 부드러워지게 되는 나선(spiral)의 조절 가능한 변수, 기호 ±는 로봇의 이동 방향으로 -는 시계 방향, +는 반시계 방향의 움직임을 각각 의미하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
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제 11 항에 있어서, 상기 진화 알고리즘을 위한 평가 함수(evaluation function)는 다음의 수학식으로 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
13 13
제 12 항에 있어서, 상기 두 번째 항목 은 다음의 수학식에 의해 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
14 14
제 13 항에 있어서, 상기 세 번째 항목 은 다음의 수학식에 의해 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇을 위한 발걸음 계획 방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육과학기술부 한국과학기술원 기초연구사업: 중견연구자지원사업 시선 제어, 자세 학습 및 발걸음 계획을 이용한 휴머노이드 로봇의 강인한 통합 항법 기술 연구