ATMEGA128을 이용한 소형 2족 보행로봇 제어기 구현

서지정보

· 발행기관 : 한국화상학회
· 수록지 정보 : 한국화상학회지 / 13권 / 2호 / 131 ~ 137페이지
· 저자명 : 이정환, 안영국, 박세훈

초록

본 논문에서는 ATMEGA128칩을 사용하여 소형 2족 보행로봇의 제어기를 설계 및 구현하였다. 로봇 제어기는 빠른 연산속도 및 안정된 보행상태를 유지하기 위해 다양한 센서가 필요하다. 본 논문에서는 관절의 구동부로 22개의 RC서보모터를 사용한 소형 2족 보행로봇의 제어기 구조를 제안하고 설계 구현하였다. ATMEGA128칩을 이용하여 각각의 서보모터를 제어하고 호스트컴퓨터와 블루투스통신을 통한 실시간 제어가 가능하도록 설계하였다. 또한 음성인식칩을 사용하여 인간의 명령을 로봇에 전달할 수 있도록 구현하였으며 다양한 실험을 통하여 제안된 2족 로봇제어기의 성능을 고찰하였다.1. 서 론오늘날 산업의 급속한 발전에 따라 로봇의 비중이 점차 증가하고 있으며, 구조와 용도 및 기능에 있어서도 많은 발전과 다양화가 진행되어 왔다[2,4,5]. 특히 보다 다양한 환경에서 작업을 가능하게 하기 위해서는 인간과 같이 보행이 가능한 로봇시스템 구현에 대한 요구가 대두되고 있다. 일반적으로 보행로봇(walking robot)은 사람, 동물 혹은 곤충의 모습을 닮은 여러 개의 발을 지닌 로봇으로서 2족, 4족, 6족 등 다양한 형태를 띠고 있다. 이러한 보행 로봇중에서도 2족 보행로봇(biped walking robot)은 인간과 가장 유사한 형태를 지니기 때문에 인간이 생활하고 작업하는 환경에서 로봇을 적용할 수 있는 장점을 가지고 있으며 근래에 많은 연구가 이루어지고 있다.[1,3～5] 한편 2족 보행로봇의 제어기로는 크게 두 가지 형태로 구별할 수 있다. 즉 로봇에 탑재되지 않고 원격지의 컴퓨터나 워크스테이션에서 유무선 통신을 이용하여 로봇에게 제어 명령을 주는 방식과, 로봇에 탑재된 소형 마이크로프로세서, 디지털신호처리장치 등을 사용하여 로봇을 제어하는 방식이 있다. 소형으로 제작된 2족 보행 로봇은 총 22개의 자유도를 갖는다. 이와 같이 2족 보행로봇에서는 구동해야할 모터의 수가 많으며 또한 보행 상태등과 같은 외부 환경정보를 얻기 위해서 다수의 센서를 사용해야 할 필요가 있다.[4,7～9] 본 논문에서는 ATMEL사의 ATMEGA 128칩을 사용하여 각 서보모터를 제어하며 호스트컴퓨터에서 블루투스통신과 음성인식칩을 이용하여 실시간으로 정해진 보행패턴을 명령할 수 있는 2족 보행로봇의 제어기를 설계하고 구현하였다.2. 소형 2족 보행 로봇 시스템로봇의 전체 시스템은 로봇기구 및 전원부, 주제어기, 보행알고리즘 및 통신부, 원격지의 호스트컴퓨터에서 로봇의 보행패턴을 제어하기 위한 음성인식시스템으로 크게 나눌 수 있다. 소형 2족 보행 로봇의 몸체는 세부적으로 로봇의 관절을 구성하는 22개의 서보모터와 주변 환경에 따라 음성으로 로봇을 제어하기 위한 음성인식장치가 장착되어있으며, 호스트컴퓨터에는 로봇의 보행패턴을 생성하는 경로계획부가 포함되어있다. 또한 주제어기인 ATMEGA128과 호스트컴퓨터사이의 움직임데이터 전송을 위해 RS232방식으로 자체 개발한 블루투스 모듈을 통해 주제어기와 무선통신을 하도록 구현하였다. 그림 1은 전체 2족 보행 로봇 시스템의 구성도이다.

참고자료

· 없음