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로봇의 3축 가속도 및 각속도를 측정하고, 그 측정값으로부터 중력 벡터(vector)를 추출하는 측정부와,상기 중력 벡터와 실제 중력 벡터의 오차로부터 추정값을 산출하고, 추정값에 따라 상기 로봇의 자세를 보정하며, 보정된 로봇의 자세로부터 보정값을 추출하는 보정값 추출부와, 기 설정된 쿼터니언 초기값에 상기 측정값을 반영하여 로봇의 자세를 표현하는 쿼터니언을 설정하고, 상기 보정값이 입력되면 이를 반영하여 상기 설정된 쿼터니언을 재설정하는 쿼터니언 연산부와,상기 재설정된 쿼터니언에 따라 상기 로봇의 자세를 결정하는 로봇 자세 결정부를 포함하며,상기 보정값 추출부는,상기 추출된 중력 벡터와 기 저장된 실제 중력 벡터로부터 에러 쿼터니언(error quarternion)을 산출하는 에러 쿼터니언 산출부와,상기 에러 쿼터니언으로부터 추정 벡터를 추정하는 오차 벡터 추정부와,상기 추정 벡터를 이용하여 상기 측정값을 반영하여 설정된 쿼터니언을 보정하고, 보정된 쿼터니언으로부터 보정값을 추출하는 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 장치
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제1항에 있어서, 상기 로봇 자세 결정부는,상기 재설정된 쿼터니언을 쿼터니언 초기값으로 설정하여 상기 쿼터니언 연산부에 입력하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 장치
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제1항에 있어서, 상기 에러 쿼터니언은,실수 성분과 허수 성분으로 구성되며, 실수 성분의 값은 1이고, 허수 성분의 값은 상기 추출된 중력 벡터와 상기 실제 중력 벡터의 곱과 상기 추출된 중력 벡터의 노름(norm)과 상기 실제 중력 벡터의 노름을 곱한 값의 비율에, 상기 추출된 중력 벡터와 상기 실제 중력 벡터 사이각의 사인(sin)값을 곱한 값인 쿼터니언임을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 장치
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제1항에 있어서, 상기 오차 벡터 추정부는,확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 이용하여 상기 추정 벡터를 산출하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 장치
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제1항에 있어서, 상기 보정부는,상기 추정 벡터를 정규화하고, 정규화된 추정 벡터를 축으로 상기 추출된 중력 벡터를 회전시켜 상기 실제 중력 벡터에 매칭(matching)하여 상기 설정된 쿼터니언을 보정하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 장치
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로봇의 3축 가속도 및 3축 각속도를 측정하는 단계;기 설정된 쿼터니언 초기값에 상기 측정된 측정값을 반영하여 로봇의 자세를 표현하는 쿼터니언을 설정하는 단계;상기 설정된 쿼터니언으로부터 중력 벡터를 추출하는 단계;상기 추출된 중력 벡터와 실제 중력 벡터의 오차로부터 추정값을 산출하고, 추정값에 따라 상기 설정된 쿼터니언을 보정하며, 보정된 쿼터니언으로부터 보정값을 추출하는 단계;상기 보정값을 반영하여 상기 쿼터니언을 재설정하는 단계; 및,상기 재설정된 쿼터니언에 따라 상기 로봇의 자세를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 방법
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제7항에 있어서, 상기 보정값을 추출하는 단계는,상기 추출된 중력 벡터와 기 저장된 실제 중력 벡터로부터 에러 쿼터니언(error quaternion)을 산출하는 단계;상기 에러 쿼터니언으로부터 오차 벡터를 추정하는 단계; 및상기 추정된 오차 벡터에 따라 상기 설정된 쿼터니언을 보정하고, 상기 보정된 쿼터니언으로부터 보정값을 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 방법
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제7항에 있어서, 상기 로봇의 자세를 결정하는 단계는,상기 재설정된 쿼터니언을 상기 쿼터니언 초기값으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 방법
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제7항에 있어서, 상기 쿼터니언을 설정하는 단계는,기 설정된 쿼터니언 초기값이 있는지를 체크하는 단계; 및상기 체크 결과, 기 설정된 쿼터니언 초기값이 없는 경우 쿼터니언의 초기값을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 방법
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제8항에 있어서, 상기 오차 벡터를 추정하는 단계는,확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 이용하여 상기 에러 쿼터니언으로부터 오차 벡터를 추정하는 단계임을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 방법
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제11항에 있어서, 상기 에러 쿼터니언을 산출하는 단계는,상기 에러 쿼터니언을 선형화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 방법
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제8항에 있어서, 상기 보정값을 추출하는 단계는,상기 추정된 오차 벡터를 정규화하는 단계;상기 정규화된 벡터를 축으로 상기 추출된 중력 벡터를 회전시켜 상기 실제 중력 벡터에 매칭(matching)하는 단계; 및상기 벡터 매칭된 상태의 쿼터니언을 보정값으로 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 방법
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제8항에 있어서, 상기 에러 쿼터니언을 산출하는 단계는,실수 성분과 허수 성분으로 구성되며, 실수 성분의 값은 1이고, 허수 성분의 값은 상기 추출된 중력 벡터와 상기 실제 중력 벡터의 곱과 상기 추출된 중력 벡터의 노름(norm)과 상기 실제 중력 벡터의 노름을 곱한 값의 비율에, 상기 추출된 중력 벡터와 상기 실제 중력 벡터 사이각의 사인(sin)값을 곱한 값인 쿼터니언을 구하는 단계임을 특징으로 하는 인-파이프 로봇의 자세 추정 방법
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