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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

서봉철 (충남대학교, 忠南大學校 大學院)

지도교수
김성수
발행연도
2014
저작권
충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수9

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2014

도마뱀 로봇의 호율적인 보행을 위한 다물체 동역학 시뮬레이션 플랫폼 개발
서봉철 ,  박재우 ,  김성수 대한기계학회 춘추학술대회 2014.04 학술대회자료
예측동역학을 이용한 다물체 시스템 기반의 도마뱀 생체 모방 로봇의 효율적인 모션 생성 연구
서봉철 기계설계메카트로닉스 2014.01 학위논문

2013

생체 모방형 도마뱀 로봇 설계를 위한 다물체 동역학 시뮬레이션 플랫폼 개발
서봉철 ,  김성수 ,  박용익 외 1명 대한기계학회 춘추학술대회 2013.12 학술대회자료

초록· 키워드

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This thesis introduce procedure of developing biomimetic lizard model considering characters of the real lizards and method for generating efficient motion using developed biomimetic lizard model.
First, motion capture, measurement of mass and 3D scanning of real lizard were performed for developing biomimetic lizard model and kinematic-dynamics parameters were obtained. Also, using obtained parameters, kinematics-dynamics lizard model based on Newton-Euler recursive formula efficient to system combined with bodies which have similar characters was developed.
Second, a system for generating efficient motion of lizards based on predictive dynamics was developed. Predictive dynamics is a method based on optimization to find efficient motion of redundant system for some motion data and boundary condition of it.
Finally, various simulations were performed by using a system for generating efficient motion with a lizard virtual model which was developed in this research.

목차

11. 서론 1
1.1 연구 동기 1
1.2 문헌 조사 3
1.2.1 보행 로봇의 연구 동향 3
1.2.2 생체 모방형 로봇의 연구 동향 4
1.2.3 도마뱀 로봇의 연구 동향 5
1.2.4 도마뱀 생체 분석 연구 동향 7
1.2.5 최적 경로 생성 연구 동향 9
1.3 연구 목적 및 범위 10
2. 예측동역학을 이용한 최적 보행 생성 과정 소개 12
2.1 예측동역학 소개 12
2.2 도마뱀 최적 모션 생성 과정 13
3. 도마뱀 모션 분석 및 Joint angle profile 생성 15
3.1 도마뱀 선정 및 운동 유형 분석 15
3.1.1 도마뱀 선정 15
3.1.2 도마뱀 운동 유형 분석 17
3.2 모션캡쳐를 이용한 도마뱀 운동 분석 19
3.3 도마뱀 다리 관절 운동 분석 21
3.3.1 다리 모델의 좌표 및 회전 각도 정의 22
3.3.2 비어디 드래곤 다리 조인트 회전 각도 획득 27
3.3.3 다리 조인트 획득 방법의 타당성 검증 29
3.4 설계 변수 획득 및 Joint angle profile 생성 31
4. 도마뱀 기구학 모델 및 역동역학 모델 개발 34
4.1 도마뱀 생체 파라미터 획득 34
4.1.1 모션캡쳐 데이터를 이용한 도마뱀 바디 정의 34
4.1.2 도마뱀 3D 스캐닝 촬영을 이용한 파라미터 획득 36
4.2 조인트 좌표계 기반의 도마뱀 기구학 모델 개발 41
4.2.1 조인트 좌표계 기반의 순환 다물체 기구학 정의 41
4.2.2 조인트 좌표계 기반의 1/4 기구학 모델 정의 45
4.3 조인트 좌표계 기반의 도마뱀 역동역학 모델 개발 47
4.3.1 도마뱀 1/4 모델을 위한 접촉 해석 모델 개발 47
4.3.1.1 다물체 시스템에서의 접촉 해석 이론 47
4.3.1.2 3차원 다물체 시스템을 이용한 접촉점 및 침투량 정의 50
4.3.1.3 마찰력 해석을 위한 접촉면에서의 상대 속도 정의 53
4.3.2 조인트 좌표계 기반의 순환 다물체 운동방적식 56
4.3.3 조인트 반력 및 구동력 계산 61
4.3.3.1 조인트 반력 계산 61
4.3.3.2 조인트 구동력 계산 64
4.3.3.3 접촉력을 고려한 조인트 구동력 계산 65
4.3.4 도마뱀 역동역학 모델 개발 및 타당성 검증 68
5. 도마뱀 최적 모션 생성을 위한 에너지 최적화 시스템 개발 75
5.1 최적화 이론 소개 75
5.2 VisualDOC를 이용한 에너지 최적화 시스템 개발 75
5.2.1 VisualDOC 소개 75
5.2.2 Simple pendulum 예제를 통한 최적화 시스템 검증 76
6. 예측동역학을 이용한 최적 모션 생성 시뮬레이션 82
6.1 최적화 조건 변화에 따른 도마뱀 최적 모션 생성 시뮬레이션 82
7. 결론 및 추후 연구 89
부록-A. 최적화 조건 변화에 따른 발 궤적 비교 그래프 92
참고 문헌 96
Abstract 101

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