움직이는 원통형 물체를 잡는 매니퓰레이터를 위한 레이저 거리계 기반의 서보시스템

Abstract

본 논문은 레이저 거리계를 이용하여 움직이는 물체를 트래킹하는 로봇 시스템 개발에 관한 것이다. 본 논문에서는 반지름을 알고 있는 원통형 물체의 위치를 레이저 거리계를 이용하여 인식하고, 매니퓰레이터를 이용하여 파지하는 로봇을 개발하였다. 반복적으로 원통형 물체의 위치를 인식하고, 이를 이용하여 원운동하는 물체의 운동 반지름, 각속도, 원의 중심, 시간에 따른 물체 위치를 계산하는 방법을 제안한다. 레이저 거리계의 오차에 의해 생기는 물체의 위치 및 운동에 관한 데이터의 오차를 줄이는 방법도 제안하였다. 인식된 물체를 잡기위해 7자유도 매니퓰레이터를 제작하였다. 매니퓰레이터로 원운동하는 물체를 잡기위한, 매니퓰레이터 제어에 관한 것을 소개한다. 7자유도 매니퓰레이터의 역기구학을 구하는 방법과 궤적생성하는 방법을 소개한다. 기본적으로 궤적은 직선으로 생성하지만 경유점이 있을 때에는 곡선 주행을 하도록 하였다. 로봇은 PXA255 프로세서를 장착한 보드를 기반으로 개발되었다. 매니퓰레이터는 CAN 통신으로 연결되고, LRF는 RS-232C 통신으로 연결되었다. 움직이는 물체를 정확한 시점에 정확한 지점에서 파지하기 위해서는 실시간 제어가 되어야하기 때문에, 소프트웨어는 실시간 리눅스의 일종인 RTAI 기반으로 개발되었다. 실험 결과로 원운동하는 물체에 관한 데이터를 로봇이 얻은 것을 보인다.