KR101493385B1

KR101493385B1 - 로봇 및 그 보행 제어장치 및 그 보행 제어방법

Info

Publication number: KR101493385B1
Application number: KR20090001756A
Authority: KR
Inventors: 권웅
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2015-02-13
Also published as: KR20100082441A; US8644987B2; US20100179688A1

Abstract

로봇의 보행패턴을 갑자기 변경할 때 새로운 보행 패턴으로 단계적으로 바꿈으로서 보행의 안정화를 도모한다. 보행 패턴을 변경할 때 프리뷰 시간을 단계적으로 감소한 후 복원함으로서 로봇이 균형을 잃어 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.

이족 로봇, 보행 패턴, ZMP, COG

Description

로봇 및 그 보행 제어장치 및 그 보행 제어방법{robot and walking control apparatus and method thereof}

본 발명은 로봇 및 그 보행 제어장치 및 그 보행 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이족 로봇의 보행을 안정화하는 로봇 및 그 보행 제어장치 및 그 보행 제어방법에 관한 것이다.

인간과 유사한 관절 체계를 가지고 인간의 작업 및 생활공간에 용이하게 두 발로 걷을 수 있는 이족 보행 로봇(이하 이족 로봇이라 한다.)의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.

현재 대부분의 이족 로봇은 무릎을 굽히고 허리를 바닥과 평행한 평면 위에 서만 움직이면서 보행하는 보행패턴을 갖는다.

이족 로봇이 안정적으로 보행하기 위해서는 사전에 계산된 보행패턴을 재생하면서 보행해야 한다. 그렇게 해도 보행패턴을 단순히 재생만 할 경우 각종 불안정 요인(ZMP 에러, 착지 에러, 착지 시간 에러, 착지 충격 등 )이 발생할 수 있다. 이에 대비하여 보행패턴을 수정하는 등과 같이 별도의 보행 안정화 제어 알고리즘 을 추가하여 안정적인 보행을 구현하기도 한다.

그러나 보행패턴을 생성하는 알고리즘은 현재 시점부터 프리뷰 시간만큼 미래 시점까지의 발자국 궤적이 정해져 있다는 가정에 의해 보행패턴을 생성하므로, 장애물 회피를 위한 변경, 사용자의 명령에 대한 대응, 과도한 외력에 대한 밸런싱을 위한 스텝 밟기 등에 의해서 사전에 계산된 보행패턴을 갑자기 변경할 경우 급격한 가속도가 발생하여 안정적으로 로봇의 보행을 구현하지 못할 수 있다.

본 발명의 일 측면은, 로봇의 보행패턴을 갑자기 변경할 때 안정적인 보행을 구현할 수 있는 로봇 및 그 보행 제어장치 및 그 보행 제어방법을 제시하는데 있다.

본 발명의 다른 측면은, 이전 보행패턴에서 새로운 보행패턴으로 변경 시 보행패턴의 변경이 단계적으로 이루어질 수 있는 로봇 및 그 보행 제어장치 및 그 보행 제어방법을 제시하는데 있다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 로봇은, 보행패턴에 따라 보행이 구현되는 로봇에 있어서, 상기 보행패턴을 변경할 때 프리뷰 시간을 가변하여 변경 보행패턴을 생성하는 보행패턴 생성부를 포함한다.

상기 프리뷰 시간은 기준 시간보다 줄었다가 복원된다.

상기 로봇의 보행명령을 제공받아 풋스텝 정보를 생성하는 풋스텝 플래너를 더 포함하고, 상기 풋스텝 플래너가 상기 프리뷰 시간에 대응하여 풋스텝 정보를 변경한다.

상기 풋스텝 플래너가 상기 정보 변경을 위해 상기 풋스텝 정보에 속하는 정보 세그먼트의 개수를 바꾼다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 보행제어장치는, 보행 명령에 따라 풋스텝 정보를 생성하는 풋스텝 플래너와; 상기 풋스텝 정보에 따라 보행패턴을 생성하는 보행패턴 생성부;를 포함하고, 상기 풋스텝 플래너가, 상기 보행패턴을 변경할 때 상기 풋스텝 정보를 변경한다.

상기 풋스텝 플래너가 이전 보행패턴의 풋스텝 정보를 줄이고 변경할 보행 패턴에 속하는 풋스텝 정보를 늘린다.

상기 풋스텝 플래너가 상기 풋스텝 정보를 단계적으로 줄이거나 늘린다.

상기 풋스텝 플래너가, 상기 풋스텝 정보의 변경 유형을 지정하는 변경 룰에 따라 상기 풋스텝 정보를 변경한다.

상기 풋스텝 플래너가 현재 로봇이 취하는 모션이 완료되면 변경할 풋스텝 정보를 추가한다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 보행제어방법은, 보행명령을 제공받고; 상기 보행명령을 분석하여 보행패턴의 변경이 필요한지 판단하며; 상기 보행패턴을 변경할 때 프리뷰 시간을 가변하여 변경 보행패턴을 생성하는 것;을 특징으로 한다.

상기 프리뷰 시간을 가변하기 위해 상기 보행명령에 따라 생성되는 풋스텝 정보를 변경한다.

상기 풋스텝 정보 변경은 이전 보행패턴의 풋스텝 정보를 줄이고 변경할 보행 패턴에 속하는 풋스텝 정보를 늘린다.

상기 풋스텝 정보의 변경은 단계적으로 수행한다.

상기 풋스텝 정보의 변경은 상기 풋스텝 정보의 변경 유형을 지정하는 변경 룰에 따라 수행한다.

상기 풋스텝 정보의 변경은 현재 로봇이 취하는 모션이 완료되면 변경할 풋스텝 정보를 추가한다.

이상과 같은 본 발명은 장애물 회피를 위한 변경, 사용자의 명령에 대한 대응, 과도한 외력에 대한 밸런싱을 위한 스텝 밟기 등과 같이 갑작스럽게 보행패턴을 변경할 때도 안정적으로 로봇의 보행을 구현할 수 있다. 이에 따라 이족 보행 로봇의 상업화와 대중화를 도모할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 외관을 나타낸 도면이다.

도 1에서, 본 발명의 로봇(10)은 인간과 마찬가지로 두 개의 다리(11R, 11L)에 의해 직립 이동하는 이족 보행 로봇으로, 몸통(12)과, 몸통(12)의 상부에 두 개의 팔(13R, 13L)과 머리(14)를 구비하며, 두 개의 다리(11R, 11L)와 팔(13R, 13L) 선단에는 각각 발(15R, 15L)과 손(16R, 16L)을 구비한다. 참조부호에서 R과 L은 로봇(10)의 오른쪽(Right)과 왼쪽(Left)을 나타내고, COG는 로봇(10)의 무게 중심 위치를 나타내며, ZMP는 로봇(10)과 바닥의 접촉면에서 롤 방향(roll; 로봇의 보행 진행방향인 x축 방향)과 피치 방향(pitch; 로봇의 좌우 보폭 방향인 y축 방향)의 모멘트가 0이 되는 점을 나타낸다.

보행속도와 걸음 수, 보폭 등과 같은 보행명령이 주어지면 양 발(15R, 15L;왼발과 오른발)의 목표위치와 방향을 결정하고 이를 바탕으로 시간에 대한 양 발(15R, 15L)의 위치와 방향 궤적(trajectory)을 만드는 보행패턴을 생성하기 위해 COG와 ZMP 사이의 ZMP 구속조건을 만족하는 COG의 패턴을 구한다.

COG가 바닥면과 평행한 구속평면 상에서만 움직인다고 가정하면 운동역학 방정식에 의해 ZMP와 COG는 아래의 [식 1]과 같은 관계를 가지며, 이 관계식을 ZMP 구속조건이라 한다.

[식 1]

여기에서, x, y는 로봇(10)의 보행진행 방향(x축 방향)과 좌우 보폭 방향(y축 방향)에 대한 COG 패턴이고, p_x, p_y는 로봇(10)의 보행진행 방향(x축 방향)과 좌우 보폭 방향(y축 방향)에 대한 ZMP 궤적이며, z_C는 구속평면의 COG 높이이고, g는 중력 가속도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 로봇의 ZMP 와 COG 의 관계를 나타낸 도면이다. 여기서 ZMP_P는 로봇(10)의 보행진행 방향(x축 방향)과 좌우 보폭 방향(y축 방향)에 대한 ZMP 궤적을 x-y 평면상에 파선으로 나타낸 것이고, COG_P는 로봇(10)의 보행진행 방향(x축 방향)과 좌우 보폭 방향(y축 방향)에 대한 ZMP 구속조건을 만족하는 COG 패턴을 x-y 평면상에 실선으로 나타낸 것이다. B는 보폭의 절반을 나타낸다.

도 2에서 알 수 있듯이, 로봇(10)이 안정된 보행을 구현하기 위해서는 바닥 평면에서 모멘트의 합이 0이 되는 지점 즉, 양 발을 내딛을 지점들을 미리 결정하여야 하며, 또한 양발 지지 위상(Double Support Phase;이하 DSP라 한다)/한발 지지 위상(Single Support Phase;이하 SSP라 한다)과 같은 지지상태를 미리 결정하는 ZMP 궤적을 설정해야 한다.

로봇(10)의 발을 내딛을 지점들은 일반적으로 주기함수로 기술되며, 지지상태들은 ZMP를 옮기는데 이용된다. SSP 상태에서 이동다리가 걸음을 만드는 동안에 ZMP가 지지다리의 발바닥 내에 머물러 있어야 한다. DSP 상태에서는 ZMP가 뒤쪽 지지다리 발바닥 내부에서 앞쪽 지지다리 발바닥 내부로 빠르게 옮겨져야 한다. 연속적이고 안정된 로봇(10)의 보행을 만들기 위해서는 위의 과정들이 반복되어야 한다.

보행속도와 걸음 수, 보폭 등과 같은 보행 명령에 따라 지령 ZMP를 만들고, 지령 ZMP로부터 ZMP 구속조건을 만족하는 COG 패턴을 구하는 방법의 하나로서, ZMP 프리뷰 제어방식(preview control)이 있다. ZMP 프리뷰 제어방식은 최적제어이론을 이용하여, 임의의 지령 ZMP 궤적에 대하여 COG 패턴을 바로 구할 수 있어 대부분의 휴머노이드 로봇에 채택하고 있다. 도 3을 참고하여, ZMP 프리뷰 제어방식에서는 미래의 일정시간(이하 preview time이라 한다.) 동안의 지령 ZMP 궤적을 ZMP 버퍼 메모리(20)에 저장하고, 프리뷰제어기(30)가 최적 제어 입력으로부터 COG 패턴(X_k+1)을 구한다. 이런 COG 패턴을 바탕으로 생성된 보행패턴을 재생하여 로봇의 안정적인 보행을 구현할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 보행 제어장치의 블록도이다.

보행 플래너(50) 또는 조이스틱(51)과 같은 입력장치를 통해서 보행명령이 제공된다. 이 보행 명령은 명령 버퍼 메모리(52)에 저장된다. 보행 플래너(50)는 보행명령을 제공하는 사용자의 음성이나 제스처를 인식하거나 도시하지 않은 상위 플래너의 명령을 입력받아 로봇의 자세를 제어하기 위한 보행명령을 만들어 내는 역할을 한다. 여기서 보행 명령은 로봇이 움직일 방향, 움직일 거리, 위치, 속도 등이다.

명령 버퍼 메모리(52)는 선입선출(FIFO) 방식으로 명령을 출력하는 일종의 가상 메모리로서, 처음에 들어온 순서에 따라 보행 명령을 풋스텝 플래너(53)로 출력한다.

풋스텝 플래너(53)는 명령 버퍼메모리(52)로부터 제공받은 보행 명령을 바탕으로 풋스텝 정보를 생성하여 풋스텝 버퍼메모리(54)에 제공한다. 풋스텝 정보의 생성은 프리뷰 시간(preview time) 마다 지속적 이루어진다. 풋스텝 정보는 프리뷰 제어방식에 따라 만들 COG 패턴을 구하기 위한 풋스텝의 방향과 위치를 나타내는 데이터이다.

풋스텝 버퍼 메모리(54)는 생성된 풋스텝 정보를 저장하며, 처음 들어온 순서에 따라 풋스텝 정보를 보행패턴 생성부(55)에 제공한다. 그러면 보행패턴 생성부(55)가 풋스텝 정보에 따라 지령 ZMP 를 만들고, ZMP 프리뷰 제어방식에 따라 COG 패턴을 구함으로서 양 발과 몸통의 위치와 방향에 대한 보행패턴을 생성한다.

도 5a와 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 보행 제어장치에서 적 용하는 풋스텝 정보와 그에 따른 보행 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5a 및 도 5b에서, 풋스텝 정보(61)(62)는 모두 7개의 풋스텝 정보 세그먼트를 가진다. 이러한 풋스텝 정보 세그먼트는 프리뷰 시간(또는 일정한 스텝)에 대응하는 풋스텝의 위치 및 방향을 지시한다. 도 5a의 풋스텝 정보(61)는 로봇이 정지 상태에서 전진 상태로 전환하는 경우에 적용하는 것이고, 도 5b의 풋스텝 정보(62)는 DSP 상태에서 정지 상태로 전환하는 경우에 적용한다. 여기서 DSP_L2R은 DSP 상태에서 왼쪽 발로부터 오른쪽 발로 ZMP가 옮겨가는 동작을 나타내며, SSP_L 은 왼쪽 발로 지지 중인 상태를 나타낸다. 또 C는 몸의 중심을 나타내며, START는 보행의 초기를 나타내고, END는 보행의 후기를 나타낸다. 보행의 초기 또는 후기에서는 안정적인 보행을 위해 지속 시간을 보다 길게 할 수 있다. 즉, SSP_START(END)_R(L)에서는 보폭 만큼 이동 다리(swing foot)를 전진시키는 반면, SSP_L(R)에서는 보폭의 2배 만큼 이동 다리(swing foot)를 전진한다.

장애물 회피를 위한 변경, 사용자의 명령에 대한 대응, 과도한 외력에 대한 밸런싱을 위한 스텝 밟기 등에 의해서 실시간으로 예정된 위치에서 급격히 변경되면 COG 패턴의 가속도가 급격하게 변할 수 있다. 이로 인하여 로봇 메카니즘에 무리한 힘이 가해질 수 있고 그 결과로 보행이 불안정해지거나 넘어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 계산된 보행패턴을 갑자기 변경할 필요가 있으면 풋스텝 플래너(53)가 풋스텝 버퍼 메모리(54)에 저장하는 풋스텝 정보를 변경한다. 이때 현재 보행패턴에 적용하는 풋스텝 정보를 일시에 변경하는 것이 아니라, 변경 요구 시점의 풋스텝 정보를 점진적으로 줄였다가 변경할 보행패턴의 풋스텝 정보가 점진 적으로 늘어나게 한다. 이렇게 풋스텝 정보가 변경됨에 의해 프리뷰 시간이 변경된다. 즉, 풋스텝 정보 세그먼트의 개수가 많으면 프리뷰 시간이 길어지고, 풋스텝 정보 세그먼트의 개수가 적으면 프리뷰 시간이 짧아진다. 이렇게 프리뷰 시간이 가변됨에 따라 보행패턴을 만들기 위한 COG 패턴의 가속도가 급격하게 생성되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 풋스텝 정보의 변경 방법을 설명한다.

도 6에서, 로봇(10)에 기준 프리뷰 시간(PT1)의 제1풋스텝 정보(101)가 적용될 것이 예정된 상황에서, 갑자기 보행패턴을 변경하여 제2풋스텝 정보(107)를 적용할 필요가 있으면, 점진적으로 프리뷰 시간을 줄였다가 늘어나게 한다. 이때 제1 풋스텝 정보(101)와 제2 풋스텝 정보(107) 사이에 기준 프리뷰 시간 보다 프리뷰 시간이 상대적으로 적은 복수의 풋스텝 정보(102)(103)(104)(105)(106)를 단계적으로 거치도록 한다.

프리뷰 시간이 적을수록 정보 세그먼트의 개수가 줄어들게 된다. 예를 들어, 제1풋스텝 정보(101)에 속하는 정보 세그먼트 중 일부가 추가된 첫째 풋스텝 정보(102)에 배제되어 포함되지 않으며, 프리뷰 시간이 가장 짧은 풋스텝 정보(104)는 가장 적은 정보 세그먼트를 가진다. 이후 프리뷰 시간이 조금 늘어난 풋스텝 정보(105)는 제2풋스텝 정보(107)에 속하는 정보 세그먼트 중 일부만을 가지며, 프리뷰 시간이 더 늘어난 풋스텝 정보(106)는 제2풋스텝 정보(107)에 속하는 정보 세그먼트를 더 많이 가진다.

보행패턴의 갑작스런 변경이 필요할 때 제1풋스텝 정보(101)에서 제2풋스텝 정보(107) 사이에 프리뷰 시간이 가변되는 풋스텝 정보를 이용하여 단계적으로 진행할 수가 있다. 여기서 풋스텝 정보를 변경하는 절차를 몇 단계로 하고 어떤 정보 세그먼트를 배제할 것인지에 대한 구체적인 기준은 특정하는 것은 아니며, 변경이 요구되는 상황 즉 로봇의 보행 상태를 고려하여 그에 적절한 변경 룰을 선정하여 실시한다. 이러한 변경 룰의 선정에 대하여 이하에서 예시적으로 설명한다.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 보행 제어장치에서 풋스텝 정보의 변경을 위해 적용하는 각각의 변경 룰에 따른 풋스텝 정보의 변경을 설명하기 위한 도면이다.

도 7a는 로봇이 정지 상태에서 보행을 시작하는 경우에 적용하는 제1변경 룰을 나타낸다. 로봇이 정지 상태에서 보행을 시작하기 위한 변경이 요구되는 경우(A1) 이전 풋스텝 정보(201)를 버리고 새로운 풋스텝 정보(202)를 적용한다.

도 7b는 로봇이 정지 모션을 취하는 상태에서 보행을 다시 시작할 때 적용하는 제2변경 룰을 나타낸다. 로봇이 정지하기 위하여 정지 모션을 취하는 상태에서 보행 시작을 위한 변경이 요구되는 경우(A11) 이전 풋스텝 정보(211)를 버리고 새로운 풋스텝 정보(212)를 적용한다.

도 7c는 로봇이 보행 중 보행 속도를 변경 시 적용하는 제3변경 룰을 나타낸다. 로봇이 보행할 때 보행 속도의 변경이 요구되는 경우(A21) 이전 풋스텝 정보(221)를 바로 버리지 않고 일단 유지한 상태로 일정 시간이 지난 시점(A22)에서 변경된 보행 속도에 따라 생성된 새로운 풋스텝 정보(223)를 적용한다. 여기서 새로운 풋스텝 정보(223)를 적용 시 풋스텝 정보를 점진적으로 늘려 가는 동작은 도 6에서 설명한 바와 동일하다.

도 7d는 로봇이 전진 중 DSP 상태에서 정지 요구 시 적용하는 제4변경 룰을 나타낸다. 로봇이 전진하다가 양쪽 발을 바닥에 지지하는 상태에서 정지를 위한 변경이 요구되는 경우(A31), 일부 풋스텝 정보(SSP_END_R)(DSP_END_R2C)가 포함된 새로운 풋스텝 정보(232)를 적용한다. 그런 다음 현재 로봇이 취하고 있는 모션이 완료한 시점(A32)에서 로봇을 정지하기 위한 풋스텝 정보(DSP_HALT)가 추가된 새로운 풋스텝 정보(233)를 적용한다. 여기서 새로운 풋스텝 정보(232)(233)를 적용 시 풋스텝 정보를 점진적으로 늘려 가는 동작은 도 6에서 설명한 바와 동일하다.

도 7e는 로봇이 전진 중 SSP 상태에서 정지 요구 시 적용하는 제5변경 룰을 나타낸다. 로봇이 전진하다가 한쪽 발을 바닥에 지지하는 상태에서 정지를 위한 변경이 요구되는 경우(A41), 일부 풋스텝 정보(SSP_END_L)가 포함된 새로운 풋스텝 정보(242)를 적용한다. 그런 다음 현재 로봇이 취하고 있는 모션이 완료한 시점(A42)에서 일부 풋스텝 정보(DSP_END_L2C)가 추가된 새로운 풋스텝 정보(243)를 적용한다. 이후 풋스텝 정보(243)에 도시하지 않았으나 로봇을 정지하기 위한 풋스텝 정보(DSP_HALT)가 추가되게 된다. 여기서 새로운 풋스텝 정보(242)(243)를 적용 시 풋스텝 정보를 점진적으로 늘려 가는 동작은 도 6에서 설명한 바와 동일하다.

풋 스텝 변경이 완료되면 정상적으로 풋 스텝 정보가 일정하게 생성하게 되므로 프리뷰 시간 역시 일정하게 유지된다.

본 실시 예에서는 설명한 변경 룰 이외에도 로봇의 보행 상태에 따라 풋 스텝 정보를 변경시키는 유형은 다양하며, 이러한 변경 유형은 사전에 마련해 두어야 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 로봇의 보행 제어방법을 설명한다.

사용자의 음성, 제스처를 통해서 보행속도와 걸음 수, 보폭 등과 같은 보행 명령이 보행 플래너(50)에 입력된다. 그 이외에 상위 플래너에 의해서도 보행 명령의 입력은 가능하다. 또한 조이스틱(51)과 같은 입력장치를 통해서도 보행명령이 입력된다. 보행 명령은 명령 버퍼 메모리(52)에 순차적으로 저장되었다가 입력 순서에 따라 차례로 풋스텝 플래너(53)에 제공된다. 풋스텝 플래너(53)가 보행 명령을 분석한다(301).

보행 명령의 분석 결과, 로봇의 보행패턴을 실시간으로 변경할 필요가 있는지 판단한다(302). 여기서 로봇의 보행패턴을 실시간으로 변경할 필요가 있는 경우는 장애물 회피를 위한 변경, 사용자의 명령에 대한 대응, 과도한 외력에 대한 밸런싱을 위한 스텝 밟기 등에 의해서 실시간으로 예정된 위치에서 급격히 변경될 수 있는 상황을 의미한다.

판단 결과 실시간으로 보행 패턴을 변경할 필요가 없으면, 기준 프리뷰 시간에 대응하여 생성된 풋스텝 정보를 풋스텝 버퍼 메모리(54)에 저장하여 업데이트한다(303). 이어 그 다음 명령 분석 시간인지 판단하고(304). 판단 결과 다음 분석 시간이면 단계 301로 진행한다.

판단 결과 실시간으로 보행 패턴을 변경할 필요가 있으면, 풋스텝 플래너(53)가 현재 로봇의 보행 상태에 적절한 변경 룰을 선정한다(305). 여기서 변경 룰은 도 7a 내지 도 7e에 예시한 경우 이외에도 사전에 마련된 변경 룰 중에서 선 정할 수 있음은 물론이다.

풋스텝 플래너(53)가 선정된 변경 룰에 따라 풋스텝 정보를 변경한다. 여기서 풋스텝 정보의 변경은 단계적으로 이루어진다. 변경된 룰에 따라 풋스텝 정보가 변경되고, 풋스텝 정보의 변경에 따라 프리뷰 시간이 변경된다(306)(307).

풋스텝 플래너(53)가 프리뷰 시간의 변경 완료를 판단한다(308). 프리뷰 시간의 변경이 완료되면, 상술한 동작을 반복하기 위해 다음 명령 분석 시간인지 판단하고(304). 판단 결과 다음 분석 시간이면 단계 301로 진행한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ZMP와 COG의 관계를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ZMP 프리뷰 제어방식의 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예예 따른 로봇의 보행 제어장치에서 적용하는 풋스텝 정보와 그에 따른 보행 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 보행 제어장치에서 풋스텝 정보를 변경하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 보행 제어장치에서 각각의 변경 룰에 따른 풋스텝 정보의 변경을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 보행 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

50 : 보행 플래너

53 : 풋스텝 플래너

55 : 보행패턴 생성부

Claims

보행패턴에 따라 보행이 구현되는 로봇에 있어서,

상기 보행패턴을 변경할 때 프리뷰 시간이 기준 시간보다 줄었다가 복원되도록 상기 프리뷰 시간을 가변하여 변경 보행패턴을 생성하는 보행패턴 생성부를 포함하는 로봇.
삭제
제1항에 있어서,

상기 로봇의 보행명령을 제공받아 풋스텝 정보를 생성하는 풋스텝 플래너를 더 포함하고,

상기 풋스텝 플래너가 상기 프리뷰 시간에 대응하여 풋스텝 정보를 변경하는 로봇.
제3항에 있어서,

상기 풋스텝 플래너가 상기 정보 변경을 위해 상기 풋스텝 정보에 속하는 정 보 세그먼트의 개수를 바꾸는 로봇.
보행 명령에 따라 풋스텝 정보를 생성하는 풋스텝 플래너와;

상기 풋스텝 정보에 따라 보행패턴을 생성하는 보행패턴 생성부;를 포함하고,

상기 풋스텝 플래너가, 상기 보행패턴을 변경할 때 상기 풋스텝 플래너가 이전 보행패턴의 풋스텝 정보를 줄이고 변경할 보행패턴에 속하는 풋스텝 정보를 늘리도록 상기 풋스텝 정보를 변경하는 로봇의 보행 제어장치.
삭제
제5항에 있어서,

상기 풋스텝 플래너가 상기 풋스텝 정보를 단계적으로 줄이거나 늘리는 로봇의 보행제어장치.
제5항에 있어서,

상기 풋스텝 플래너가, 상기 풋스텝 정보의 변경 유형을 지정하는 변경 룰에 따라 상기 풋스텝 정보를 변경하는 로봇의 보행제어장치.
제8항에 있어서,

상기 풋스텝 플래너가 현재 로봇이 취하는 모션이 완료되면 변경할 풋스텝 정보를 추가하는 로봇의 보행제어장치.
보행명령을 제공받고;

상기 보행명령을 분석하여 보행패턴의 변경이 필요한지 판단하며;

상기 보행패턴을 변경할 때 프리뷰 시간을 가변하여 변경 보행패턴을 생성하는 것;을 특징으로 하고,

상기 프리뷰 시간을 가변하기 위해 상기 보행명령에 따라 생성되는 풋스텝 정보를 변경하며, 상기 풋스텝 정보 변경은 이전 보행패턴의 풋스텝 정보를 줄이고 변경할 보행 패턴에 속하는 풋스텝 정보를 늘리는 로봇의 보행제어방법.
삭제
삭제
제10항에 있어서,

상기 풋스텝 정보의 변경은 단계적으로 수행하는 로봇의 보행제어방법.
제10항에 있어서,

상기 풋스텝 정보의 변경은 상기 풋스텝 정보의 변경 유형을 지정하는 변경 룰에 따라 수행하는 로봇의 보행제어방법.
제14항에 있어서,

상기 풋스텝 정보의 변경은 현재 로봇이 취하는 모션이 완료되면 변경할 풋스텝 정보를 추가하는 로봇의 보행제어방법.