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다리식 이동 로봇이 호핑(hopping) 모션에 의해 이동 시, 상기 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 장치에 있어서,상기 다리식 이동 로봇의 다리가 착지할 지점에 대한 지령 좌표값 및 상기 다리식 이동 로봇의 지령 회전각을 입력받는 입력부;상기 다리식 이동 로봇의 이동 시 발생하는 몸체의 회전각을 측정하는 측정부; 상기 지령 회전각과 상기 측정된 회전각과의 오차를 연산하며, 상기 오차를 이용하여 상기 다리식 이동 로봇의 회전운동량을 제어하기 위한 측방향 선속도를 연산하는 연산부, 및상기 연산된 측방향 선속도를 이동 로봇의 발 위치 및 몸의 자세를 유지하기 위한 위치 자세 제어기로 전달하는 출력부를 포함하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 장치
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제 1항에서,상기 연산부는,다음의 수학식에 따라 상기 오차를 연산하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 장치:여기서, kp_dir는 위치 게인, kv_dir는 속도 게인, 는 상기 다리식 이동 로봇 몸체의 지령 회전각, 는 상기 다리식 이동 로봇 몸체의 zo 방향으로의 회전각, 는 의 단위시간에 대한 변화량(회전각속도)을 각각 나타낸다
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제 2항에서,상기 연산부는,다음의 수학식에 따라 다리식 이동 로봇의 회전에 따른 몸체의 회전운동량과 로봇 다리의 선형운동량을 연산하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 장치:여기서, La는 상기 다리식 이동 로봇 몸체의 회전운동량, I는 상기 다리식 이동 로봇의 관성모멘트, 는 상기 다리식 이동 로봇 몸체의 zo 방향으로의 회전각() 의 단위시간에 대한 변화량(회전각속도), Ll는 상기 다리식 이동 로봇 다리의 선형운동량, m4는 상기 다리식 이동 로봇 다리의 질량, 는 상기 다리식 이동 로봇의 측방향 선속도를 각각 나타낸다
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제 3항에서,상기 연산부는,다음의 수학식에 의해 상기 측방향 선속도를 연산하여 출력하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 장치: 여기서, xf 및 yf는 상기 다리식 이동 로봇의 다리가 착지할 지점에 대한 지령 좌표값, tf는 상기 다리식 이동 로봇의 다리가 지면에 접촉하는 시간을 각각 나타낸다
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제1항에 있어서, 지령 전진방향 선속도, 지령 x축 회전각도, 지령 y축 회전각도, 실제 선속도, 실제 x축 회전각도 실제 y축 회전각도 및 상기 회전운동량 제어기로부터 입력된 측방향 선속도를 이용하여 지령 힙-조인트 값을 출력하는 위치 자세 제어기; 및상기 위치 자세 제어기의 지령 힙-조인트 값과 실제 힙-조인트 값을 입력받아 힙-조인트 토크값을 출력하여 힙-조인트에 전달하는 PD 제어기를 더 포함하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 장치
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다리식 이동 로봇이 호핑(hopping) 모션에 의해 이동 시, 상기 다리식 이동 로봇의 회전운동량을 제어하는 방법에 있어서,상기 다리식 이동 로봇의 다리가 착지할 지점에 대한 지령 좌표값 및 상기 다리식 이동 로봇의 지령 회전각을 입력받는 단계;상기 다리식 이동 로봇의 이동 시 발생하는 몸체의 회전각을 측정하는 단계; 상기 지령 회전각과 상기 측정된 회전각과의 오차를 연산하고, 상기 오차를 이용하여 상기 다리식 이동 로봇의 회전 운동량을 제어하기 위한 측방향 선속도를 연산하는 단계; 및상기 연산된 측방향 선속도를 이동 로봇의 발 위치 및 몸의 자세를 유지하기 위한 위치 자세 제어기로 전달하는 단계를 포함하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 방법
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제 6항에서,상기 연산하는 단계는,다음의 수학식에 따라 다리식 이동 로봇의 회전에 따른 몸체의 회전운동량과 로봇 다리의 선형운동량을 연산하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 방법:여기서, La는 상기 다리식 이동 로봇 몸체의 회전운동량, I는 상기 다리식 이동 로봇의 관성모멘트, 는 상기 다리식 이동 로봇 몸체의 zo 방향으로의 회전각() 의 단위시간에 대한 변화량(회전각속도), Ll는 상기 다리식 이동 로봇 다리의 선형운동량, m4는 상기 다리식 이동 로봇 다리의 질량, 는 상기 다리식 이동 로봇의 측방향 선속도를 각각 나타낸다
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제 7항에서,상기 연산하는 단계는,다음의 수학식에 따라 상기 오차를 연산하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 방법:여기서, kp_dir는 위치 게인, kv_dir는 속도 게인, 는 상기 다리식 이동 로봇 몸체의 지령 회전각, 는 상기 다리식 이동 로봇 몸체의 zo 방향으로의 회전각, 는 의 단위시간에 대한 변화량(회전각속도)을 각각 나타낸다
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제 8항에서,상기 연산하는 단계는,다음의 수학식에 의해 상기 측방향 선속도를 출력하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 방법:여기서, xf 및 yf는 상기 다리식 이동 로봇의 다리가 착지할 지점에 대한 지령 좌표값, tf는 상기 다리식 이동 로봇의 다리가 지면에 접촉하는 시간을 각각 나타낸다
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제6항에 있어서, 지령 전진방향 선속도, 지령 x축 회전각도, 지령 y축 회전각도, 실제 선속도, 실제 x축 회전각도, 실제 y축 회전각도 및 상기 회전운동량 제어기의 측방향 선속도를 입력받아 지령 힙-조인트 값을 출력하는 단계; 및상기 위치 자세 제어기의 지령 힙-조인트 값과 실제 힙-조인트 값을 입력받아 힙-조인트 토크값을 출력하여 힙-조인트에 전달하는 PD 제어 단계를 더 포함하는 다리식 이동 로봇의 방향 전환 제어 방법
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