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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 임성수
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
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협동 로봇은 기존 산업용 로봇과 달리 인간과 로봇이 작업공간을 공유하기 때문에 사람의 안전성 확보가 중요하다. 선행 연구에서는 충돌 전(pre-collision phase), 충돌 중(collision phase), 충돌 후(post-collision phase) 3가지로 나누어 안전성 학보를 위한 해결책을 제안하고 있다. 이 중 충돌 중(collision phase)상황 에서는 충돌 감지 기술을 확보해야 한다. 충돌 감지 기술은 빠른 감지 능력(신속성) 과 모든 충돌 방향에서 감지할 수 있는 능력(민감도)을 필요로 한다. 본 논문에서는 모멘텀 관측기 기반 충돌 감지 기법의 민감도와 신속성의 문제점들을 파악하고 해결하고자 하였다.
모멘텀 관측기 기반 충돌 감지 기법은 로봇의 동역학 모델을 이용하기 때문에, 로봇의 자세와 충돌 방향에 따라 충돌 토크 값이 달라지는 민감도가 존재한다. 모멘텀 관측기 기반 충돌 감지 기법은 충돌 토크를 추정하고 이를 이용해 충돌을 판단하는 방식이기 때문에, 같은 충격력이라도 민감도에 따라 충돌 토크가 달라진다면 충돌 판단 단계에서 임계점 선정에 따라 충돌 판단 여부가 달라진다는 것을 의미한다. 따라서 본 논문에서는 로봇의 자세와 충돌 방향에 따라 충돌 토크의 민감도를 해석하여 민감도에 따라 충돌 토크가 달라지는 것을 시뮬레이션으로 검증하였다. 또한 기존의 임계점 선정 방식은 계산 부하가 높기 때문에 빠른 계산 능력을 요구하는 충돌 감지 기술에 적합하지 않다. 본 논문에서는 민감도를 이용하여 계산 부하가 적은 임계점 선정 방식을 제안하였다.
제안한 임계점 선정 방식은 기존의 방식보다 계산 부하가 낮아 충돌 감지 기법에 적합하며, 민감도를 이용하기 때문에 로봇의 자세와 충돌 방향에 따른 영향을 최소화 할 수 있다. 이를 검증하기 위해 시뮬레이션을 실시하였으며, 충돌 감지 성능 실험을 통하여 본 논문에서 제안한 임계점 선정 기법에 대해 검증을 진행하였다 실험 결과, 본 논문에서 제안한 알고리즘을 적용한 로봇은 기존의 임계점 선정 기법 보다 민감도와 신속성에 뛰어난 성능을 내는 것을 검증하였다.
모멘텀 관측기 기반 충돌 감지 기법은 로봇의 동역학 모델을 이용하기 때문에, 로봇의 자세와 충돌 방향에 따라 충돌 토크 값이 달라지는 민감도가 존재한다. 모멘텀 관측기 기반 충돌 감지 기법은 충돌 토크를 추정하고 이를 이용해 충돌을 판단하는 방식이기 때문에, 같은 충격력이라도 민감도에 따라 충돌 토크가 달라진다면 충돌 판단 단계에서 임계점 선정에 따라 충돌 판단 여부가 달라진다는 것을 의미한다. 따라서 본 논문에서는 로봇의 자세와 충돌 방향에 따라 충돌 토크의 민감도를 해석하여 민감도에 따라 충돌 토크가 달라지는 것을 시뮬레이션으로 검증하였다. 또한 기존의 임계점 선정 방식은 계산 부하가 높기 때문에 빠른 계산 능력을 요구하는 충돌 감지 기술에 적합하지 않다. 본 논문에서는 민감도를 이용하여 계산 부하가 적은 임계점 선정 방식을 제안하였다.
제안한 임계점 선정 방식은 기존의 방식보다 계산 부하가 낮아 충돌 감지 기법에 적합하며, 민감도를 이용하기 때문에 로봇의 자세와 충돌 방향에 따른 영향을 최소화 할 수 있다. 이를 검증하기 위해 시뮬레이션을 실시하였으며, 충돌 감지 성능 실험을 통하여 본 논문에서 제안한 임계점 선정 기법에 대해 검증을 진행하였다 실험 결과, 본 논문에서 제안한 알고리즘을 적용한 로봇은 기존의 임계점 선정 기법 보다 민감도와 신속성에 뛰어난 성능을 내는 것을 검증하였다.
목차
제 1 장 서론 · · · １1.1 연구 배경 · · · １1.2 연구 목적 및 내용 · · · ２제 2 장 센서리스 충돌 감지 기법 · · ３2.1 외란 관측기 관측기 · · · ３2.2 모멘텀 모멘텀 관측기 · · · ４2.3 충돌 판단 알고리즘 알고리즘 · · · ７2.4 시뮬레이션 시뮬레이션 시뮬레이션 · · · ８제 3 장 충돌 감지 민감도 해석 및 임계점 선정 · · １３3.1 충돌 감지 민감도 · · · １３3.1.1 3.1.1 민감도 민감도 정의 · · · １５3.1.2 3.1.2 민감도 민감도 해석 시뮬레이션 시뮬레이션 · · １７3.2 임계점 임계점 선정 · · · ２０3.2.1 3.2.1 민감도를 민감도를 이용한 이용한 임계점 선정 기법 · · ２１3.3 시뮬레이션 시뮬레이션 시뮬레이션 · · · ２６제 4 장 충돌 감지 성능 실험 · · ３１4.1 실험 조건 · · · ３１4.2 실험 결과 · · · ３２4.2.1 4.2.1 충돌 감지 성능 실험 결과 · · ３２4.2.2 4.2.2 충돌 감지 성능 실험의 한계점과 한계점과 고찰 · · ３６제 5 장 결론 · · · ３７참고문헌 · · · ３８ABSTRACT · · · ３９
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