Artificial Potential Field와 양팔 조작성 지수 기반의 특이점 및 충돌 회피 경로 계획 (Singlarity and Collision Avoidance Path Planning based upon Artificial Potential Field and Manipulability Measure)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 55권 / 5호 / 89 ~ 96페이지
· 저자명 : 박동주, 김동언, 박진현, 이장명

초록

본 논문에서는 자코비안 행렬에서 구한 조작성 타원을 이용하여 특이점 회피를 하고, APF(Artificial Potential Field)와 같이 적용하여 말단장치(End-Effector)를 위한 경로 계획을 제안한다. 여유자유도가 있는 머니퓰레이터는 특이점 회피를 위하여 여유자유도가 적절히 활용되어 질 수 있다. 직교 좌표상의 말단장치에 대한 조인트 공간에 대응하는 관절의 값은 무한하게 존재하게 되어 추가적인 제약조건 혹은 평가함수가 없이는 단일 해를 구할 수 없다. 본 연구에서는 양팔 머니퓰레이터의 자유도가 높아질수록 말단장치에 대한 많은 해가 발생하는 것을 조작성지수를 이용하여 최적의 해를 선택하고 이와 더불어 특이점을 회피하는 경로를 생성한다. 다음으로는 APF와 병합하여 장애물을 회피하는 최종적인 경로를 도출하여 양팔 머니퓰레이터에 적용하여 동작시킨다. 실제 실험을 통하여 제안된 경로 계획의 유용성과 우수성을 검증한다.

영어초록

Manipulators with redundant D.O.F can avoid singularity of the Jacobian matrix by using the manipulability ellipsoid. There are infinite number of joint solutions for the given end-effector position for the redundant manipulator. Therefore the joint values can not be determined uniquely, which means that a selection criterion should be applied for selecting a solution among the infinite number of joint solutions. In this paper, a path planning algorithm for the end-effector has been proposed by avoiding singularity using MM(Manipulability Measure) obtained from Jacobian matrices and by avoiding the collisions against obstacles using APF(Artificial Potential Field). The dual - arm manipulator solves this problem by using the MM and generates a path that avoids the singularity and avoids the collisions using APF. The effectiveness of the proposed path planning algorithm has been verified through real experiments.

참고자료

· 없음