스테레오 카메라를 이용한 여유자유도를 가진 인간형 로봇 팔의 동작 생성

Abstract

본 연구는 여유자유도를 가진 인간형 로봇팔을 이용하여 목표물을 잡는 움직임에 대한 자연스러운 동작을 생성하는 것을 목표로 한다. 일반적으로 인간형 로봇 팔은 6자유도를 갖도록 설계된다. 이 경우, 목표물의 위치와 방향이 결정되어 있다면 로봇 팔의 자세는 결정된다. 6자유도 이상의 자유도를 갖는 경우, 여유자유도를 가지고 있다고 말하는데, 역기구학 해석을 위하여 추가되는 구속조건 arm angle을 자연스러운 팔의 자세를 생성하도록 사용하였다. 만약 인간형 로봇 팔이 사람의 기구학적 특성과 매우 비슷하게 설계되고, 팔의 동역학적 움직임이 사람의 움직임을 재현 할 만큼 충분하다면, 사람의 동작을 기구학적으로 흉내내는 것만으로도 인간과 같은 움직임을 구현할 수 있다. 본 연구에 사용된 휴보2 팔은 위에서 언급한 조건을 만족하므로, 인간의 기구학적 특징을 고려하여 로봇 팔에 적용하였다. 로봇 팔이 목표물을 정확하게 잡기 위해서, 정확한 측정 센서가 요구된다. 본 연구는 로봇의 손목과 목표물에 작은 전구를 부착하고, 이를 측정하는 스테레오 비전 시스템을 구현하였다. 이는 스테레오 비전 시스템이 갖는 비전 데이터 처리시간에 의한 측정 속도 및 지연시간의 문제를 해결하기 위함이다.