KR101086361B1 - 로봇의 자세 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

로봇 시스템 자세 제어 방법 및 그 장치가 개시된다. 보다 구체적으로는 복수 자유도를 가지는 로봇 매니퓰레이터의 자세를 제어하는 장치로서, POE 기반의 역기구학 모델을 수치해석적으로 해석하여 제어 변수 목표값을 도출하는 역기구학 해석부, 상기 도출된 제어 변수 목표값 및 상기 로봇 매니퓰레이터의 측정 시스템으로부터 획득된 측정 정보를 고려하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함하고, 상기 제어 신호 생성부는 상기 로봇 매니퓰레이터 기구학 모델의 비선형성을 제거하는 피드 포워딩 모듈을 포함하는 로봇 자세 제어 장치가 제공된다. 이에 의하면, 로봇 시스템에 범용적인 기구학 적용을 가능하게 하고, 런타임을 도입 시에 역기구학 해석의 계산시간을 줄여줄 뿐만 아니라 로봇의 비선형성까지 고려한 제어 알고리즘을 이용하여 위치제어 성능도 향상 시킬 수 있다.

로봇 자세 제어, 자유도, POE, 감쇠 최소 자승법, 피드 포워딩

Description

로봇의 자세 제어 방법 및 그 장치 {robot pose controlling method and apparatus thereof}

본 발명은 둘 이상의 자유도를 가지는 로봇의 자세를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

로봇 위치 제어를 위한 기구학 모델링으로서 가장 많이 사용되는 표현법은 Denavit-Hartenberg(D-H) 표현법이다.

그러나, 로봇의 제어를 위해 수치해석적인 방법을 이용하여 역기구학의 해를 구할 경우 D-H 표현법에 의한 역기구학의 해는 상당한 반복 횟수와 계산량을 요구한다. 특히 특이점 부근에서는 그 요구되는 계산량이 더욱 증가한다.

또한 D-H 표현법을 이용한 모델링 된 동역학식에서 관성항, 코리올리항, 중력항 등의 각각의 토크 성분을 얻기 위해서는 뉴턴-오일러(Newton-Euler) 방법을 반복적으로 이용해야 하므로 계산시간이 더욱 많이 요구된다. 따라서, D-H 표현법을 이용한 모델링에서 토크 성분을 피드 포워드 방식으로 로봇 위치 제어에 이용하는 것은 기대하기 힘든 일이다.

또한, 일반적으로 이용되는 PID 제어기의 경우 복수개의 자유도를 갖는(예를 들어 6자유도) 로봇의 비선형성에 충분히 대응하지 못하며, 자유도가 많을수록 그 게인(gain)의 튜닝에 많은 노력이 소요된다.

본 발명은 로봇의 자세 제어에 관하여, 로봇 시스템에 범용적인 기구학 적용을 가능하게 하고, 런타임을 도입 시에 역기구학 해석의 계산시간을 줄여줄 뿐만 아니라 로봇의 비선형성까지 고려한 제어 알고리즘을 이용하여 위치제어 성능도 향상 시킬 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 자유도를 가지는 로봇 매니퓰레이터의 자세를 제어하는 장치로서, POE 기반의 역기구학 모델을 수치해석적으로 해석하여 제어 변수 목표값을 도출하는 역기구학 해석부, 도출된 제어 변수 목표값 및 로봇 매니퓰레이터의 측정 시스템으로부터 획득된 측정 정보를 고려하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함하고, 제어 신호 생성부는 로봇 매니퓰레이터 기구학 모델의 비선형성을 제거하는 피드 포워딩 모듈을 포함하는 로봇 자세 제어 장치가 제공된다.

제어 신호 생성부는 상기 측정 정보 및 상기 제어 변수 목표값을 고려하여 상기 제어 신호를 생성하기 위한 PID 제어 모듈을 더 포함할 수 있다. 이 경우 PID 제어 모듈에 적용되는 게인 값은 로봇 매니퓰레이터의 각 조인트를 싱글 조인트 시스템으로 가정하여 얻은 게인 값을 활용하여 결정될 수 있다. 싱글 조인트 시스템의 PID 게인 값은 지글러 니콜스(Ziegler-Nichols) 게인 선정법, 자동 동조(auto-tunning)등의 많은 기법을 적용하여 결정될 수 있으며, 이 값은 PID 제어 모듈의 게인 값으로 사용될 수 있다.

한편, 역기구학 해석부는 감쇠 최소 자승법을 이용하여 상기 로봇 매니퓰레이터의 자코비안 행렬의 역행렬을 구할 수 있으며 이는 특이점 부근에서의 역기구학 해석의 효율성을 증가시킨다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수 자유도를 가지는 로봇 매니퓰레이터의 자세를 제어하는 방법으로서, POE 기반의 수치해석적인 역기구학 해법을 통해 제어 변수 목표값을 계산하는 역기구학 해석 단계; 상시 로봇 매니퓰레이터의 측정 시스템으로부터 측정 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제어 변수 목표값 및 측정 정보를 고려하여 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제어 신호 생성 단계는 피드 포워딩 모듈을 이용하여 로봇 매니퓰레이터의 기구학 모델의 비선형성을 제거하는 것을 특징으로 하는 로봇 자세 제어 방법이 제공된다.

제어 신호 생성 단계에서 피드 포워딩 모듈과 PID 제어 모듈이 함께 고려될 수 있다. 피드 포워딩 모듈을 이용하여 로봇 매니퓰레이터의 로봇의 동역학식으로부터 비선형성을 제거할 수 있다.

이 경우, PID 제어 모듈에 적용되는 게인 값은 로봇 매니퓰레이터의 각 조인 트를 싱글 조인트 시스템으로 가정하여 얻는 게인 값을 활용하여 결정될 수 있다.

POE 기반의 로봇 매니퓰레이터 역기구학 해석과정에는 감쇠 최소 자승법이 이용될 수 있으며, 이는 특이점 부근에서의 수치해석 효율을 개선시킬 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 로봇 시스템에 범용적인 기구학 적용을 가능하게 하고, 런타임을 도입 시에 역기구학 해석의 계산시간을 줄여줄 뿐만 아니라 로봇의 비선형성까지 고려한 제어 알고리즘을 이용하여 위치제어 성능도 향상 시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 런타임을 이용한 로봇 시스템 제어 방법 및 그 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구 성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 위치 제어 시스템이 구현된 환경을 예시한 도면이다. 도 1을 참조하면 로봇 매니퓰레이터(100), 측정 시스템(102), 구동 시스템(104), 직교 좌표 경로 계획기(110), 자세 제어 장치(200)가 도시된다.

로봇 매니퓰레이터(100)는 자세 제어의 대상으로서 둘 이상의 자유도를 가지는 매니퓰레이터이다. 직교 유형, 실린더 유형, 환관절형 유형 등 다양한 형태의 매니퓰레이터가 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 제어 장치(200)에 의하여 제어될 수 있다.

측정 시스템(102)은 머신 비전, 가변 저항 및 스트레인 게이지 등의 다양한 센서를 이용하여 제어 대상 로봇 매니퓰레이터(100)의 조인트 회전 각도, 링크 내지 암의 변위 등을 측정할 수 있다.

구동 시스템(104)은 모터, 실린더 등의 구성요소를 포함할 수 있다. 측정 시스템(102) 및 구동 시스템(104)의 구현은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 당업자)에게 자명한 사항이므로 이하 그 구체적인 설명은 생략된다.

직교 좌표 경로 계획기(110)는 로봇 매니퓰레이터(100)의 기능을 수행하기 위해 엔드 이펙터가 이동되어야 할 목표 경로에 대한 정보를 제공하는 장치이다. 로봇 매니퓰레이터(100)의 엔드 이펙터 경로 정보는 구현될 기능에 대응하여 미리 설계될 수 있다. 직교 좌표 경로 계획기(110)에서 제공되는 목표 경로에 대한 정보 는 직교 좌표계 상에서 표현될 수 있으며, 목표 경로에 대한 정보는 역기구학을 통해 자세 제어 장치(200)의 제어 변수로 변환될 수 있다.

도 1에서 직교 좌표 경로 계획기(110)는 자세 제어 장치(200)와 별개의 구성으로 표현되어 있으나, 경우에 따라서는 직교 좌표 경로 계획기(110)가 자세 제어 장치(200)의 일부분으로 병합될 수 있다. 또한 직교 좌표 경로 계획기(110)는 측정 시스템으로부터의 측정 정보를 피드백 받을 수 있다. 엔드 이펙터의 위치 정보를 해석하기 위해 측정 정보에 기초한 로봇 매니퓰레이터(100)의 정기구학 모델 해석 과정이 수행될 수 있다.

자세 제어 장치는(200)는 로봇 매니퓰레이터의 자세를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 장치이다. 자세 제어 장치(200)는 직교 좌표 경로 계획기(110)로부터의 정보와 측정 시스템(102)으로부터의 측정 정보(신호)에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 자세 제어 장치(200)에서 생성된 제어 신호는 구동 시스템(104)로 전달되어 로봇 매니퓰레이터(100)의 자세를 변화시킨다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 제어 장치(200)는 역기구학 해석부(210), 제어 신호 생성부(220)를 포함할 수 있다. 제어 신호 생성부(220)는 PID 제어 모듈(230) 및 피드 포워딩 모듈(240)을 포함할 수 있다.

역기구학 해석부(210)는 POE 기반의 역기구학 모델을 수치해석적으로 해석하여 제어 변수 목표값을 도출한다. 즉, 로봇 매니퓰레이터의 역기구학의 해를 구하는 것으로, 로봇 매니퓰레이터(100)의 엔드 이펙터(end effector)의 위치 정보로부터 그 위치 정보에 상응하는 제어 변수 목표값을 구할 수 있다. 또한 역기구학 해 석부(210)는 감쇠 최소 자승법을 이용하여 로봇 매니퓰레이터의 자코비안 행렬의 역행렬을 구할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 역기구학 해석부에서의 연산 부담을 줄이기 위해 POE(product-of-exponentials)기반의 모델링을 사용할 수 있다. POE 기반의 기구학 모델링을 적용할 경우 D-H 파라미터 모델링을 이용하는 경우에 비하여 기구 제어 변수 지정이 보다 자유로우며, 역기구학의 해를 수치해석적인 방법으로 도출함에 있어서 그 수렴속도가 월등하게 우수하다는 장점이 있다.

한편, POE 기반 운동 방정식의 표현은 관성항, 코리올리항, 중력항 등의 각각의 토크를 개별적으로 닫힌 형태(closed-form)로 계산할 수 있게 해준다. 이는 자세 제어 장치(200)의 연산량을 줄이는데 크게 도움이 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 제어 장치(200)는 POE 기반 모델링이 적용된 역기구학 해의 도출과정에서 감쇠 최소 자승법을 이용함으로써 특이점 부근에서의 역기구학 해 도출의 효율성을 재고할 수 있다.

제어 신호 생성부(220)는 도출된 제어 변수 목표값 및 로봇 매니퓰레이터의 측정 시스템으로부터 획득된 측정 정보를 고려하여 제어 신호를 생성한다. 또한 제어 신호를 생성하기 위한 PID 제어 모듈을 포함할 수 있다. 이때 PID 모듈에 적용되는 게인 값은 로봇 매니퓰레이터의 각 조인트를 싱글 조인트 시스템으로 가정하여 얻는 게인 값을 활용하여 결정할 수 있다.

PID 제어 모듈(230)은 역기구학 해석부(210)로부터 획득된 제어 변수 목표값 및/또는 측정 시스템(102)으로부터의 측정 정보에 기초하고, PID 제어 기법에 기초 하여 구동 시스템에 전달될 제어 신호를 생성할 수 있다.

PID 제어 모듈(230)은 제어 변수의 측정값과 제어 변수의 목표값 사이의 차이에 기초하여 비례 제어, 비례 적분 제어 및 비례 미분 제어의 조합으로 제어 신호를 생성할 수 있다. PID 제어 모듈 내의 게인 값은 지글러 니콜스(Ziegler-Nichols) 게인 선정법, 자동 동조(auto-tunning)등의 많은 기법을 적용하여 결정될 수 있다.

피드 포워딩 모듈(240)은 로봇 매니퓰레이터 제어 변수 목표값 및/또는 측정 시스템(102)으로부터의 측정 정보에 기초하여 피드 포워딩 기법을 이용하여 구동 시스템에 전달될 제어 신호를 생성할 수 있다.

피드 포워딩 모듈(240)은 로봇의 동역학식으로부터 비선형성을 제거하기 위해 필요한 토크 성분들을 개별적으로 계산하여 이에 상응하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 위치 제어 시스템이 적용되는 매니퓰레이터를 예시한 도면이다.

도 2에서 예시된 로봇 매니퓰레이터(100)의 경우 6개의 자유도를 가진다. 이러한 로봇 매니퓰레이터(100)의 경우 일반적으로 사용되는 D-H 파라미터 모델링 기법을 적용하면 4개의 파라미터로 로봇의 자세를 표현할 수 있을 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기구학 모델링에서는 POE(product-of-exponentials) 방식의 모델링이 이용된다. 조인트의 회전에 의한 위치 및 자세 관계는 지수항으로 표현되고, 행렬식으로 변환될 수 있다.

다양한 유형의 6자유도 로봇 매니퓰레이터는 도 2에서 예시된 바와 같이 6개의 조인트를 가지는 로봇 매니퓰레이터로 모델링 될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 제어 장치는 이와 같이 6개의 단일조인트 시스템으로 모델링 된 매니퓰레이터를 제어하기 위해 PID제어 기법과 피드 포워딩 기법을 활용할 수 있다. 자세 제어 장치의 동작은 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 위치 제어 시스템에서의 데이터 흐름을 예시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 위치 제어 방법의 흐름도이다.

역기구학 해석을 통해 제어 변수 목표 값을 계산하는 단계(S410)는 POE 기반의 수치해석적인 역기구학 해법을 통해 제어 변수 목표값을 계산하는 역기구학 해석 단계이다. 즉, 역기구학 해석부(210)가 직교 좌표 경로 계획기(110)로부터 전달 받은 엔드 이펙터의 목표 경로에 관한 정보를 해석하여 자세 제어 장치(200)의 제어 변수 목표값을 구하는 단계이다.

또한, 역기구학 해석 단계(S410)는 감쇠 최소 자승법을 이용하여 로봇 매니퓰레이터의 자코비안 행렬의 역행렬을 구할 수 있다.

제어 변수는 로봇 매니퓰레이터의 기구학 모델링에 따라 다르게 설정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 도 2에서 예시된 6자유도 로봇 매니퓰레이터는 POE 기반의 기구학 모델링이 적용될 수 있으며, 이 경우 각 조인트의 각도가 제어변수가 될 수 있다.

POE 기반의 기구학을 6자유도 로봇에 적용하여 기저 좌표계에 대한 마지막 조인트의 좌표계의 관계를 구체적인 수학식은 다음과 같다.

(i = 0, 1, 2, ㅇㅇㅇ , 5, j = 1, 2, ㅇㅇㅇ , 6)

여기서,

는 i 번째 조인트 좌표계와 j 번째 좌표계 사이의 위치와 방향 관계 행렬을,

는 j번째 조인트에서의 비틀림 좌표(twist coordinate)를 나타낸다.

수치해석적인 방법을 이용한 반복적인 형태의 역기구학 해는 다음의 수학식에 의하여 계산될 수 있다.

는 자세 차이 벡터,

는 매니퓰레이터의 자코비안 행렬이다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서 역기구학 해석의 효율성을 재고하기 위해 감쇠 최고 자승법(damped least--uare method)이 활용될 수 있으며, 자코비안 행렬의 역행렬은 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기서

는 감쇠 상수이다.

로봇 매니퓰레이터의 측정 시스템으로부터 측정 정보를 획득하는 단계(S420)는 자세 제어 장치(200)가 로봇 매니퓰레이터의 자세에 대한 정보를 측정 시스템(102)으로부터 획득하는 단계이다. 측정 시스템(102)으로부터 획득된 측정 정보(신호)는 피드 포워딩 모듈 및/또는 PID 제어 모듈(230)로 전달된다.

제어 신호를 생성하는 단계(S430)는 제어 변수 목표값 및 측정 정보를 고려하여 제어 신호를 생성한다. 즉, 자세 제어 장치(200)가 획득한 측정 정보, 역기구학 해석부(210)에 의하여 해석된 제어 변수 목표값 등의 정보에 기초하여 제어 신호를 생성하는 단계이다. 또한, 제어 신호 생성 단계(S430)에서 피드 포워딩 모듈을 이용하여 로봇 매니퓰레이터의 기구학 모델의 비선형성을 제거한다. 본 발명의 일 실시예에서 제어 신호의 생성은 PID 제어 모듈(230) 및 피드 포워딩 모듈(240)의 조합으로 생성될 수 있다.

PID 제어 신호를 생성하는 단계(S431)에서 PID 제어 모듈(230)은 제어 변수의 측정값과 제어 변수의 목표값 사이의 차이에 기초하여 비례 제어, 비례 적분 제 어 및 비례 미분 제어의 조합으로 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서 PID 제어 모듈(230)에 적용되는 게인 값은 로봇 매니퓰레이터의 각 조인트 시스템으로 가정하여 얻는 게인 값을 활용하여 결정 할 수 있다.

한편, 앞서 언급된 바와 같이 로봇 매니퓰레이터는 그 자유도에 상응하는 개수의 싱글 조인트 시스템으로 모델링 될 수 있으며, 각 싱글 조인트 시스템에서 튜닝된 PID 게인 값이 PID 제어 모듈(230)에서의 게인 값으로 활용될 수 있다.

피드 포워딩 신호를 생성하는 단계(S432)는 피드 포워딩 모듈(240)이 측정 시스템으로부터의 측정 정보에 기초하여 제어 신호를 생성하는 단계이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 피드 포워딩 모듈은 로봇 매니퓰레이터의 기구학 모델의 식에서 비선형성을 제거 할 수 있다.

피드 포워딩 모듈(240)에 의한 제어 신호성분은 PID 제어 모듈(230)에 의한 제어 신호 모듈과 결합되어 로봇 매니퓰레이터(100)의 구동 시스템으로 전달될 수 있다. 한편, PID 제어 방법 및 피드 포워딩 제어 자체에 대한 사항은 당업자에게 자명한 사항이므로 이하 상세한 설명은 생략된다.

구동 시스템으로 제어 신호를 전달하는 단계(S440)는 제어 신호 생성부(220)에 의하여 생성된 제어 신호를 로봇 매니퓰레이터(100)의 구동 시스템(104)에 전달하는 단계이다. 제어 신호의 전달 유형은 구동 시스템(104)의 유형에 따라서 달라질 수 있으며 제어 신호의 전달과 관련된 구체적인 사항은 당업자에게 자명한 사항으로 이하 구체적인 설명은 생략된다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 위치 제어 시스템이 구현된 환경을 예시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 위치 제어 시스템이 적용되는 매니퓰레이터를 예시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 위치 제어 시스템에서의 데이터 흐름을 예시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 위치 제어 방법의 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 로봇 매니퓰레이터 102: 측정 시스템

104: 구동 시스템 110: 직교 좌표 경로 계획기

200: 자세 제어 장치 210: 역기구학 해석부

220: 제어 신호 생성부 230: PID 제어 모듈

240: 피드 포워딩 모듈

Claims (6)

1. 복수 자유도를 가지는 로봇 매니퓰레이터의 자세를 제어하는 장치로서,

   POE(Product-Of-Exponentials) 기반의 역기구학 모델을 수치해석적으로 해석하여 제어 변수 목표값을 도출하는 역기구학 해석부; 및

   상기 도출된 제어 변수 목표값 및 상기 로봇 매니퓰레이터의 측정 시스템으로부터 획득된 측정 정보를 고려하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함하고,

   상기 제어 신호 생성부는 상기 로봇 매니퓰레이터의 기구학 모델의 비선형성을 제거하는 피드 포워딩 모듈을 포함하는

   로봇 자세 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어 신호 생성부는 상기 측정 정보 및 상기 제어 변수 목표값을 고려하여 상기 제어 신호를 생성하기 위한 PID 제어 모듈을 더 포함하고,

   상기 PID 제어 모듈에 적용되는 게인 값은

   상기 로봇 매니퓰레이터의 각 조인트를 싱글 조인트 시스템으로 가정하여 얻는 게인 값을 활용하여 결정하는 것을 특징으로 하는

   로봇 자세 제어 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 역기구학 해석부는 감쇠 최소 자승법을 이용하여 상기 로봇 매니퓰레이터의 자코비안 행렬의 역행렬을 구하는 것을 특징으로 하는

   로봇 자세 제어 장치.
4. 복수 자유도를 가지는 로봇 매니퓰레이터의 자세를 제어하는 방법으로서,

   POE(Product-Of-Exponentials) 기반의 수치해석적인 역기구학 해법을 통해 제어 변수 목표값을 계산하는 역기구학 해석 단계;

   상시 로봇 매니퓰레이터의 측정 시스템으로부터 측정 정보를 획득하는 단계; 및

   상기 제어 변수 목표값 및 측정 정보를 고려하여 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하고,

   상기 제어 신호 생성 단계는 피드 포워딩 모듈을 이용하여 로봇 매니퓰레이터의 기구학 모델의 비선형성을 제거하는 것을 특징으로 하는

   로봇 자세 제어 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제어 신호 생성 단계는 PID 제어 모듈을 더 이용하여 상기 제어 신호를 생성하고,

   상기 PID 제어 모듈에 적용되는 게인 값은

   상기 로봇 매니퓰레이터의 각 조인트 시스템으로 가정하여 얻는 게인 값을 활용하여 결정하는 것을 특징으로 하는

   로봇 자세 제어 방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 역기구학 해석 단계는

   감쇠 최소 자승법을 이용하여 상기 로봇 매니퓰레이터의 자코비안 행렬의 역행렬을 구하는 것을 특징으로 하는

   로봇 자세 제어 방법.

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