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마스터 로봇(master robot)을 이용하여 원격지에 배치된 다자유도 슬레이브 로봇(slave robot)을 제어하는 자기중심 원격제어(egocentric teleoperation) 방법으로서,슬레이브 운동 제어기, 마스터 운동 제어기, 및 슬레이브 로봇과 환경을 포함하며, 이때 상기 마스터 운동 제어기는 상기 마스터 로봇을 포함하며, 상기 슬레이브 로봇과 환경은 상기 슬레이브 로봇을 포함하는 자기중심 원격제어 시스템에 관하여,a) 상기 슬레이브 로봇과 환경에서 작업대상물 상의 지정목표점의 포즈벡터를 포함하는 3개 이상의 포즈벡터들을 측정하여 상기 마스터 운동 제어기로 송신하는 단계; b) 상기 슬레이브 로봇과 환경에서 측정된 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터를 상기 슬레이브 운동 제어기 및 상기 마스터 운동 제어기로 송신하는 단계;c) 상기 마스터 운동 제어기가 상기 슬레이브 로봇과 환경으로부터 송신받은 상기 3개 이상의 포즈벡터들을 이용하여 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 저자유도로 구속된 채로 상기 슬레이브 로봇이 이동가능한 공간을 포함하는 기하학적구속조건을 연산하는 단계;d) 상기 마스터 운동 제어기가 입력받은 자기 중심 좌표계 상의 겉보기 속도지령을 작업 좌표계 상의 실제속도지령으로 변환하는 단계;e) 상기 마스터 운동 제어기가 상기 실제속도지령으로부터 상기 기하학적구속조건을 이용하여 마스터속도지령을 산출하는 단계;f) 상기 마스터 운동 제어기가 상기 기하학적구속조건 및 송신받은 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터를 이용하여 슬레이브자율목표지령을 산출하고 슬레이브속도목표지령으로 변환하는 단계;g) 상기 마스터 운동 제어기가 상기 마스터속도지령 및 상기 슬레이브자율목표지령과 상기 슬레이브속도목표지령 중 하나 이상을 상기 슬레이브 운동 제어기로 송신하는 단계;h) 상기 슬레이브 운동 제어기가 송신받은 상기 마스터속도지령, 상기 마스터속도지령으로부터 산출되는 마스터위치지령, 상기 슬레이브자율목표지령, 상기 슬레이브속도목표지령 및 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터로부터 상기 슬레이브 로봇의 토크입력을 연산하는 단계;i) 상기 토크입력이 상기 슬레이브 로봇으로 송신되는 단계;j) 상기 슬레이브 로봇과 환경에서 측정된 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 상기 슬레이브 운동 제어기 및 상기 마스터 운동 제어기로 되먹임 되고, 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 상기 기하학적구속조건에 저자유도로 구속되도록 비례-미분 제어(PD control)되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법
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제1항에 있어서,상기 슬레이브 로봇은 6축 이상의 다관절 매니퓰레이터인 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법
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제1항에 있어서,상기 슬레이브 로봇은 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 상기 기하학적구속조건에 저자유도로 구속되는 것을 자율실현 하며, 상기 마스터 로봇에 의해 입력된 자기 중심 좌표계 상의 2 자유도 조작 입력에 의해서 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 상기 기하학적구속조건에 저자유도로 구속된 채로 이동하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법
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제4항에 있어서,상기 기하학적구속조건은 3차원 공간상의 평면의 방정식으로 주어지는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법
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제1항에 있어서,상기 마스터 운동제어기는 P/D 모드 스위치를 포함하며, 상기 h) 단계에서, 상기 토크입력 연산시, 상기 P/D 모드 스위치에 의해서 상기 마스터속도지령 및 상기 마스터위치지령 중 하나를 선택하여 상기 토크입력 연산시에 이용하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법
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제1항에 있어서,상기 토크입력의 연산시에, 하기와 같이 정의되는 조작난이도 행렬 를 이용함으로써 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 운동학적으로 구속되도록 하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법;여기서 는 조작난이도로서, 포즈 벡터에 대해서 로 정의된다
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제7항에 있어서,상기 마스터 운동제어기는 P/D 모드 스위치를 포함하며, 상기 h) 단계에서, 상기 P/D 모드 스위치에 의해서 상기 토크입력 연산시, 상기 마스터속도지령 및 상기 마스터위치지령 중 하나를 선택하고 상기 토크입력 연산시에 이용하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법
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제8항에 있어서,상기 마스터속도지령이 선택될 경우 상기 토크입력은 하기의 수학식에 의해 연산되고,(여기서, 는 자코비안 전치행렬(Jacobian Transpose Matrix), 는 관성행렬, 는 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터 로부터 계산되는 상기 슬레이브 로봇의 손끝속도, 는 상기 마스터속도지령, 는 상기 슬레이브자율목표지령을 나타낸다
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제1항에 있어서,상기 d)단계에서 상기 마스터 운동 제어기가 입력받은 자기 중심 좌표계 상의 상기 겉보기 속도지령을 작업 좌표계 상의 상기 실제속도지령으로 변환하는 경우에, 상기 겉보기 속도지령에 하기의 변환행렬을 곱한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법;(여기서, , 는 단위 행렬을 나타낸다
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마스터 로봇(master robot)을 이용하여 원격지에 배치된 다자유도 슬레이브 로봇(slave robot)을 제어하는 자기중심 원격제어(egocentric teleoperation) 방법으로서,슬레이브 운동 제어기, 마스터 운동 제어기, 및 슬레이브 로봇과 환경을 포함하며, 이때 상기 마스터 운동 제어기는 상기 마스터 로봇을 포함하며, 상기 슬레이브 로봇과 환경은 상기 슬레이브 로봇을 포함하는 자기중심 원격제어 시스템에 관하여,a) 상기 마스터 운동 제어기가 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 저자유도로 구속된 채로 상기 슬레이브 로봇이 이동가능한 공간을 포함하는 기하학적구속조건을 연산하는 단계;b) 상기 마스터 운동 제어기가 입력받은 실제속도지령으로부터 상기 기하학적구속조건을 이용하여 마스터속도지령을 산출하는 단계;c) 상기 마스터 운동 제어기가 상기 기하학적구속조건 및 송신받은 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터를 이용하여 슬레이브자율목표지령을 산출하고 슬레이브속도목표지령으로 변환하는 단계;d) 상기 마스터 운동 제어기가 상기 마스터속도지령 및 상기 슬레이브자율목표지령과 상기 슬레이브속도목표지령 중 하나 이상을 상기 슬레이브 운동 제어기로 송신하는 단계;e) 상기 슬레이브 운동 제어기가 송신받은 상기 마스터속도지령, 상기 마스터속도지령으로부터 산출되는 마스터위치지령, 상기 슬레이브자율목표지령, 상기 슬레이브속도목표지령 및 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터로부터 상기 슬레이브 로봇의 토크입력을 연산하는 단계;f) 상기 토크입력이 상기 슬레이브 로봇으로 송신되는 단계;g) 상기 슬레이브 로봇과 환경에서 측정된 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 상기 슬레이브 운동 제어기 및 상기 마스터 운동 제어기로 되먹임 되고, 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 상기 기하학적구속조건에 저자유도로 구속되도록 비례-미분 제어(PD control)되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법
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제11항에 있어서,상기 토크입력의 연산시에, 하기와 같이 정의되는 조작난이도 행렬 를 이용함으로써 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터가 운동학적으로 구속되도록 하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법;여기서 는 조작난이도로서, 포즈 벡터에 대해서 로 정의된다
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제12항에 있어서,상기 마스터 운동제어기는 P/D 모드 스위치를 포함하며, 상기 e) 단계에서, 상기 P/D 모드 스위치에 의해서 상기 토크입력 연산시, 상기 마스터속도지령 및 상기 마스터위치지령 중 하나를 선택하고 상기 토크입력 연산시에 이용하는 것을 특징으로 하는 자기중심 원격제어 방법
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제13항에 있어서,상기 마스터속도지령이 선택될 경우 상기 토크입력은 하기의 수학식에 의해 연산되고,(여기서, 는 자코비안 전치행렬(Jacobian Transpose Matrix), 는 관성행렬, 는 상기 슬레이브 로봇의 손끝포즈벡터 로부터 계산되는 상기 슬레이브 로봇의 손끝속도, 는 상기 마스터속도지령, 는 상기 슬레이브자율목표지령을 나타낸다
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