KR101721700B1 - 매니퓰레이터용 제어 디바이스 및 방법 - Google Patents

매니퓰레이터용 제어 디바이스 및 방법 Download PDF

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쿠카 레보라토리즈 게엠베하
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Abstract

본 발명에 따른, 매니퓰레이터, 특히 로봇을 제어하는 방법은,
(S10): 기준 경로 (r s[s(t)]) 를 저장하는 단계; 및
(S50, S70): 기준 경로를 따라가는 동안에 기준 증분 (Δq s[s(t)]) 을 결정하는 단계를 포함하며, 여기서 기준 증분은 기준 경로를 따라가는 동안에 매니퓰레이터의 다이내믹스에 기초하여 결정된다.

Description

매니퓰레이터용 제어 디바이스 및 방법{CONTROL DEVICE AND METHOD FOR A MANIPULATOR}
본 발명은 청구항 제 1 항에 따른 매니퓰레이터, 특히 로봇을 제어하는 방법 및 이 방법을 수행하는 매니퓰레이터용 제어 디바이스에 관한 것이다.
많은 애플리케이션에서, 예를 들어, TCP (tool center point) 와 같은 매니퓰레이터-고정 기준 좌표계에 의해 연속적으로 도달되는 위치의 교시에 의해 매니퓰레이터의 기준 경로가 선험적으로 오프라인으로 저장된다. 이후, 개개의 워크 프로그램을 실행하면서, 보간 디바이스는 상기 저장된 위치로부터 계획되는 저장 경로에 기초하여 매니퓰레이터의 단일 조인트에 대한 기준 증분을 온라인으로 결정한다. 이 매니퓰레이터 제어는 경로 계획에 의해 결정된 시간 증분으로 상기 기준 증분을 실현하는 것을 목표로 한다.
이는 예를 들면 조인트 드라이브가 필요한 힘 및 토크를 적용할 수 없으므로 항상 가능하지는 않다. 따라서, 현재 실무에서는 보통 토크 한계 및 다른 한계가 충족될 수 있을 때까지 손에 의해 경로 속도가 감소된다. 이 소위 오버라이드 방법은 예를 들어 본 출원인의 DE 199 59 330 A1 에서 언급된다.
본 발명의 목적은 저장된 경로를 따라가는 경우에 매니퓰레이터의 거동을 개선하는 것이다.
이 목적은 각각 청구항 제 1 항의 특징에 따른 방법 및 청구항 제 14 항의 특징에 따른 제어 디바이스에 의해 해결된다. 청구항 제 15 항 및 제 16 항은 각각 대응하는 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품, 특히 저장 매체 또는 데이터 캐리어를 언급하는 반면, 그 종속항은 유리한 변형물을 언급한다.
본 발명에 따르면, 경로를 따라가는 동안에 온라인으로 매니퓰레이터의 다이내믹스가 고려된다. 이 다이내믹스가 미리 결정된 속도로 정확히 저장된 경로를 따라가게 하지 않으면, 이는 자동적으로 미리 결정된 방식으로 경로부터 벗어날 수 있고/있거나 경로 속도는 자동적으로 미리 결정된 방식으로 감소될 수 있다. 바람직하게는, 상기 반응은 다중-기준 최적화에 의해 온라인으로 결정된다.
도 1 은 본 발명의 본 발명의 일 실시형태에 따른 하나의 조인트를 갖는 로봇 및 제어 디바이스를 도시한 도면.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어 방법을 도시한 도면.
이 목적을 위해, 우선, 예를 들어, 기준 위치의 시퀀스
Figure 112016105931280-pat00106
(1)
로서 또는 파라미터화된 함수로서, 예를 들어, 기준 위치 대 시간 t 또는 경로 파라미터 s 에 대한 더욱 높은 차수의 스플라인 다항식:
Figure 112016105931280-pat00107
(2)
에 의해, 기준 경로가 저장되는데, 여기서 기준 위치는 바람직하게는 매니퓰레이터의 데카르트 워크 스페이스에서 정의되고, 예를 들어, 데카르트 좌표 (x,y,z) 에서의 기준계의 원점에 대한 매니퓰레이터-고정 기준 좌표계의, 특히 TCP 의 로케이션, 및/또는 예를 들어, EULER- 또는 KARDAN-각도
Figure 112010006775628-pat00003
에서의 이러한 기준계에 대한 방위를 정의할 수도 있다.
Figure 112016105931280-pat00108
(3)
기준 위치는 또한, 매니퓰레이터의 조인트의 위치, 예를 들어, 관절 로봇의 회전 조인트의 각도 위치를 정의하는 조인트 좌표
Figure 112016105931280-pat00109
로 직접 정의될 수 있는데, 여기서 함수 행렬식 (Jacobian) J 는 조인트 좌표의 변화
Figure 112016105931280-pat00006
와 매니퓰레이터-고정 기준 좌표계의 위치 변화
Figure 112016105931280-pat00007
사이의 변환을 부여한다.
Figure 112016105931280-pat00110
(4)
경로를 따라가는 동안에, 시점 t 에서 보간 디바이스는 기준 증분을 온라인으로 결정하는데, 이에 의해 매니퓰레이터의 실제 위치가 저장된 기준 경로를 따라가도록 시간 증분
Figure 112010006775628-pat00009
내에 변화되게 된다. 이들 기준 증분은 워크 스페이스 또는, 바람직하게는, 조인트 좌표에서 결정될 수 있어서, 조인트 드라이브에 대한 제어의 기준값으로 이용될 수도 있다.
Figure 112016105931280-pat00111
(5)
본 출원에서, 일반화에 의해 피드포워드 그리고 또 피드백 제어 둘 다는 기준 조인트 각도 업데이트로서 단일
Figure 112010006775628-pat00011
가 주어지는 제어 (예를 들어, PID 단일 조인트 제어 등) 로 불린다.
보간 디바이스는 첫째로, 예를 들어, 저장된 위치들 사이를 보간함으로써 또는 저장된 함수를 평가함으로써 시간 증분
Figure 112010006775628-pat00012
에 대한 기준 이동
Figure 112010006775628-pat00013
를 결정할 수 있다.
Figure 112016105931280-pat00112
(6)
통상적으로 이후 (4) 및 (6) 으로부터 수학식
Figure 112016105931280-pat00113
(7)
을 풀음으로써 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00114
가 결정된다.
그러나, 이렇게 결정된 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00115
가 시간 증분
Figure 112016105931280-pat00018
내에 실현될 수 없을 수도 있는데, 그 이유는 예를 들어, 너무 큰 구동력과 구동 토크를 요구할 수도 있기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따르면, 기준 증분은 경로를 따라가는 동안에 매니퓰레이터의 다이내믹스, 특히, 바람직하게는 매니퓰레이터의 선형화된 모델의 다이내믹스를 고려하고 이에 기초하여 결정된다.
매니퓰레이터의 다이내믹스는 그 운동 방정식에 의해 모델링될 수 있으며,
Figure 112016105931280-pat00116
(8)
여기서, M 은 질량 행렬 , dn /dtn 는 n 번째 시간 도함수,
Figure 112016105931280-pat00117
는 조인트에서의 구동력 (본 출원에서는, 예를 들어, 드라이브 모터의 토크도 힘으로 불림), 및 벡터 h 는 중력 (weight force), 마찰력, 회전력 등을 포함한다. 일반적으로, 위치들 사이의 각 수학적 관계, 특히 조인트 좌표, 이의 시간 도함수 및 구동력은 본 발명의 의미에서, "모델" (특히 파라미터화된 함수로서 또는 표의 형태로 저장된 관계) 로 불린다.
운동 방정식 및/또는 시간 도함수의 선형화 또는 이산화에 의해, 예를 들어,
Figure 112016105931280-pat00118
(9.1)
Figure 112016105931280-pat00119
(9.2)
Figure 112016105931280-pat00120
(9.3)
에 의해, 그에 따라 매니퓰레이터의 모델을 평가함에 의해, 예를 들어, (7) 에 따라 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00121
를 결정하고 (9.1), (9.2) 및 (8) 또는 (9.3) 에 따라 모델 (8) 또는 (9.3) 으로부터 산출되는 구동력이 각각 허용가능 범위:
Figure 112016105931280-pat00122
(10)
내에 있는지 여부를 체크함으로써, 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00123
를 실현하는데 요구되는 구동력
Figure 112016105931280-pat00027
가 주어진 구동 한계를 초과하는지 여부가 결정될 수 있다.
이러한 경우가 아니라면, 바람직한 실시형태에서, 기준 증분은 미리 결정되거나 미리 정의된 방식으로 기준 운동과 상이하거나 이를 벗어나도록 결정된다. 이를 목적으로, 기준 증분은 예를 들어, 특히 기준 운동의 선형 변환 또는 맵핑으로서, 예를 들어, 단축 또는 감소 팩터:
Figure 112016105931280-pat00124
(11)
를 곱함으로써 결정될 수 있다.
따라서, 고려되는 매니퓰레이터의 다이내믹스로부터 산출되는 요구된 구동력
Figure 112010006775628-pat00029
가 허용가능 범위 내에 있을 때까지, 저장된 기준 경로의 평가 또는 보간으로부터 기인하는 기준 운동은 처음에 단축 또는 감소된다.
또한, 바람직한 실시형태에서, 예를 들어, 기준 운동을 둘러싸는 튜브를 결정함으로써 기준 운동으로부터의 다른 편차를 미리 결정하는 것이 가능한데, 여기서 기준 증분은 상기 튜브 내에 위치하여야 한다. 그 후, 예를 들어, 고려되는 매니퓰레이터의 다이내믹스로부터 산출되는 요구된 구동력
Figure 112010006775628-pat00030
가 허용가능 범위 내에 있을 때까지, 저장된 기준 경로의 평가 또는 보간으로부터 초기에 산출되는 기준 운동은 미리 결정된 튜브 내에서 변한다. 이는 또한 기준 운동의 맵핑, 개별적으로 선형 맵핑으로서의 기준 증분의 결정인데, 여기서 맵핑은 이후 허용가능 편차의 미리 결정된 공간, 특히 기준 운동을 둘러싸는 튜브를 기술한다.
Figure 112016105931280-pat00125
(11a)
상기 맵핑을 파라미터화하는 것은 이후 이 맵핑을 최적화, 즉, 고려되는 매니퓰레이터의 다이내믹스로부터 산출되는 필요한 구동력
Figure 112010006775628-pat00032
이 허용가능 범위 내에 있도록 기준 운동에 대해 편차:
Figure 112016105931280-pat00126
(11b)
를 결정하게 하고, 예를 들어, 기준 운동에 대한 법선 및 종법선 벡터
Figure 112016105931280-pat00127
또는 다른 벡터에 대해,
Figure 112016105931280-pat00128
이며, 여기서, 편차는 예를 들어 파라미터
Figure 112016105931280-pat00129
에 의해 및/또는 이들 벡터를 선택함에 의해 미리 결정될 수도 있다.
추가적으로 또는 다른 방법으로, 예를 들어, 시간 증분을 확대함으로써, 기준 운동을 감소시킴으로써, 및/또는 경로 속도
Figure 112016105931280-pat00130
를 감소시킴으로써, 기준 운동을 실현하는데 필요한 구동력이 허용가능 구동력을 초과하는 경우, 시간 증분에 대한 기준 속도가 미리 정해진 방식으로 기준 운동 속도와 상이할 수 있다는 것이 또한 가능하다.
바람직하게는, 기준 증분은 최적화에 의해 결정될 수도 있다. 여기서 예를 들어, 최적화 기준으로서, 미리 결정된 방식의 기준 운동과 기준 증분 사이의 편차
Figure 112016105931280-pat00131
(12.1a)
또는
Figure 112016105931280-pat00132
(12.1b)
특히, (선형화된) 모델에 따라 기준 운동을 실현하는데 요구되는 구동력과 허용가능 ("zul") 구동력 사이의 리저브 (reserve)
Figure 112016105931280-pat00133
(12.2)
, 시간 증분에 대한 기준 속도와 허용가능 데카르트 속도 사이의 리저브
Figure 112016105931280-pat00134
(12.3)
, 시간 증분에 대한 기준 속도와 기준 조인트 속도 사이의 편차
Figure 112016105931280-pat00135
(12.4)
, 기준 증분을 실현함으로써 도달되는 포즈와 특이 포즈 사이의 리저브
Figure 112016105931280-pat00169
(12.5)
, 기준 운동을 실현하는데 요구되는 구동력
Figure 112016105931280-pat00137
(12.6)
, 기준 증분을 실현함으로써 도달되는 포즈와 바람직한 ("bevorzugt") 포즈 사이의 거리
Figure 112016105931280-pat00138
(12.7)
, 및/또는 다른 항이 최적화될 수도 있다.
이러한 방식으로, 예를 들어, 저장된 기준 경로의 평가 또는 보간으로부터 기인하는 기준 운동은, 고려되는 매니퓰레이터의 다이내믹스로부터 산출되는 필요한 구동력
Figure 112016105931280-pat00046
이 허용가능 범위 내에 있도록 최적 스케일링 팩터
Figure 112016105931280-pat00139
에 의해 단축될 수 있다. 단일 최적화 기준은 예를 들어 절대 놈 (absolute norm)
Figure 112016105931280-pat00140
(13.1)
, 최소, 최대 또는 평균 놈
Figure 112016105931280-pat00141
(13.2)
등으로서 평가될 수 있다. 여기서, 상이한 최적화 기준, 특히 경쟁 기준은 페널티 함수 또는 등식 또는 부등식 제약에 의해 고려될 수 있고, 바람직하게는, 동일한 시간에서 상이한 최적화 기준, 예를 들어, Pareto 최적화에서, 최적화 기준의 가중된 합계 등을 최적화하는 다중-기준 최적화에서 평가될 수 있다.
선택된 최적화 기준에 따라, 특히, 미리 결정된 경로로부터의 편차, 실현에 필요한 구동력과 여전히 허용가능한 최대 구동력 사이의 리저브, 및 이와 함께 발생하는 속도의 가중에 따라, 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00142
는, 매니퓰레이터가 그 최대 허용가능 구동력 및 속도를 충분히 이용하고, 이것이 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00143
을 실현하는데 충분하지 않으면 제어된 방식으로 이로부터의 정의된 방위로 벗어나고/나거나 그 속도를 감소시키도록 결정된다.
최적화가 허용가능 솔루션을 발견하지 못하면, 예를 들어, 허용가능 구동력을 초과하지 않기 위해 기준 운동이 너무 많이 단축되어야 하므로, 개개의 메시지가 발행될 수 있고/있거나 경로를 따라가는 것이 정지될 수 있다.
매니퓰레이터가 리던던트하면, 특히 특이 위치에 도달하면 최적화를 이용하는 것이 또한 유리하다. 이는 최적화 기준 (12.1) 을 평가함으로써 각 특이 위치에 대한 적어도 하나의 조인트 좌표 세트를 발견하는 것도 가능하기 때문이다. 이 점에서, 저장된 기준 경로의 섹션에서 매니퓰레이터가 데카르트 워크 스페이스에서 기준 위치를 실현하는데 필요한 더 많은 자유도를 가지면 상기 섹션에 대해 매니퓰레이터는 리던던트하다. 예를 들어, 로케이션에 대한 3 개의 좌표 및 방위에 대한 3 개의 좌표를 미리 결정함으로써 데카르트 워크 스페이스에서의 기준 위치가 이미 잘 정의되므로, 7 이상의 자유도를 갖는 매니퓰레이터는 항상 리던던트하다. 한편, 로케이션에 대한 3 개 미만의 좌표 및 방위에 대한 3 개 미만의 좌표가 기술을 위해 필요하면, 예를 들어, 축에 대한 방위가 미리 결정되지 않으므로, 더 적은 자유도를 갖는 매니퓰레이터도 이 기준 위치에 대해 리던던트하다.
추가 이점 및 특징은 후술하는 실시형태 및 종속항으로부터 산출된다. 이에, 부분적으로 개략적으로:
도 1 은 본 발명의 본 발명의 일 실시형태에 따른 하나의 조인트를 갖는 로봇 및 제어 디바이스를 도시하고;
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 제어 방법을 도시한다.
도 1 은 매우 단순한 실시예로서 하나의 단일 회전 조인트를 갖는 로봇 (1) 을 도시하는데, 이는 시간 주기 T 내에서 기준 경로로서 도 1 에 도시된 기준계의 x-z 평면에서의 반원을 따라간다.
이를 목적으로, 단계 S10 (도 2 참조) 에서, 우선, 시간 t 에 대해 파라미터화된 함수로서 기준 경로가 저장되며,
Figure 112016105931280-pat00144
(2')
여기서 기준 위치
Figure 112016105931280-pat00145
는 데카르트 좌표 (x,y,z) 의 워크 스페이스에서의 기준계의 원점에 대한 TCP 의 로케이션 및 KARDAN 각도
Figure 112016105931280-pat00054
에서의 기준계에 대한 방위를 나타낸다 ((3) 참조).
수직 배향 암을 사용하여 도 1 에 도시된 시점 t=0,5T 에서 경로를 따라가는 동안에, 보간 디바이스는 기준 경로를 따라가기 위해 시간 증분
Figure 112010006775628-pat00055
내에서 매니퓰레이터의 실제 위치가 변하게 되는 y 축에 대한 조인트 각도 q 의 기준 증분
Figure 112010006775628-pat00056
를 온라인으로 결정한다. 이를 목적으로, 보간 디바이스는 먼저 저장된 함수를 평가함으로써 단계 S20 (도 2 참조) 에서 시간 증분
Figure 112016105931280-pat00146
에 대해 기준 운동
Figure 112016105931280-pat00147
:
Figure 112016105931280-pat00148
(6')
을 결정한다. 이로부터 단계 S25 (도시되지 않음) 에서, 예를 들어, 방위만을 고려하여 수학식 (7) 에 따라 임의 축 각도 업데이트
Figure 112016105931280-pat00149
가 결정된다.
본 발명에 따르면, 실질 또는 실제 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00150
은 경로를 따라가는 동안에 매니퓰레이터의 다이내믹스에 기초하여 결정된다. 상기 다이내믹스는 운동 방정식에 의해 모델링될 수도 있고,
Figure 112016105931280-pat00151
(8')
여기서, TCP 에 집중된 암의 질량은 m=1 kg 이고, 암 길이는 l=1m 이고, g 는 중력 상수이며, 구동 토크
Figure 112010006775628-pat00063
는 조인트에서 작용한다.
(9.1) 내지 (9.3) 에 따라 시간 도함수 및 운동 방정식을 선형화함으로써, 이후 단계 S30 에서 임의 축 각도 업데이트
Figure 112016105931280-pat00152
를 실현하는데 필요한 구동 토크
Figure 112016105931280-pat00065
가 허용가능 구동 한계를 초과하는지 여부가 매니퓰레이터의 모델 (8') 을 평가함으로써 결정될 수 있으며,
Figure 112016105931280-pat00153
(10')
여기서,
Figure 112016105931280-pat00154
는 예를 들어, 측정될 수도 있는 시점 0,5T 에서의 조인트 속도이다. 임의 축 각도 업데이트를 실현하는데 필요한 구동 토크가 허용가능 구동 한계의 허용가능 범위 [tmin, tmax] 내에 있으면 (S30 에서 "예"), 실질 또는 실제 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00155
으로서 직접 결정될 수 있다.
Figure 112016105931280-pat00156
(S50)
그러나, 임의 축 각도 업데이트를 실현하는데 필요한 구동 토크가 허용가능 구동 한계를 초과하면 (S30 에서 "아니오"), 기준 증분은 수학식 (11) 또는 (11a, 11b) 에 의해 미리 결정되는 미리 결정된 방식으로 기준 운동과 상이하도록 결정되어서, 저장된 기준 경로를 평가하는 것으로부터 산출되는 기준 운동은 필요한 구동 토크
Figure 112010006775628-pat00071
가 허용가능 범위 내에 있을 때까지 단축된다.
이를 목적으로, 단계 S40 에서 파라미터
Figure 112016105931280-pat00157
및 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00158
은, 기준 운동과 기준 증분 사이의 편차
Figure 112016105931280-pat00159
(12.1a')
또는
Figure 112016105931280-pat00160
(12.1b')
의 절대값과, 허용가능한 구동 토크와 필요한 구동 토크 사이의 리저브
Figure 112016105931280-pat00161
(12.2')
의 음의 값의 w 로 가중된 합계, 즉, 최적화 기준
Figure 112016105931280-pat00162
이 최소가 되도록 결정된다. 물론, 페널티 함수 또는 등식 또는 부등식 제약에 의해 수학식 (12.1'), (12.2') 가 또한 고려될 수 있다. 이 점에서, 법선 및 종법선 벡터
Figure 112016105931280-pat00163
에 대한 맵핑
Figure 112016105931280-pat00164
은
Figure 112016105931280-pat00080
에 대한 상한에 의해 정의된 기준 운동
Figure 112016105931280-pat00165
을 둘러싸는 튜브에서의 기준 운동에 대해 기준 증분의 편차를 정의한다.
따라서, 기준 운동에 대한 최소 필요 편차로, 이용가능한 구동 토크가 완전히 이용되도록 0 과 동일할 수도 있는 구동 토크의 충분한 리저브가 달성될 때까지 가중 w 에 따른 최적화는 스케일링 팩터(들)
Figure 112016105931280-pat00166
로 기준 증분을 단축한다 (S70). 이 기준 증분은 그에 따라 로봇 (1) 을 이동시키는 PID 조인트 제어로 전달된다.
도시되지 않은 변형물에서, 다른 방법으로는, 최적화는 구동 토크의 충분한 리저브에 도달할 때까지 속도를 감소시킨다.
최적화가 임의의 용인가능한 솔루션을 발견하지 못하면 (S60: "예"), 대응하는 메시지가 발행되고 경로를 따라가는 것이 정지된다 (S80).
도시되지 않은 다른 변형물에서, 단계 S30 은 생략될 수도 있다. 이는 구동 토크의 필요 리저브가 또한 전체 기준 운동으로 유지되면,
Figure 112016105931280-pat00167
으로의 단계 S40 에서의 개개의 가중에 의해 최적화가 기준 증분
Figure 112016105931280-pat00168
으로서 임의 축 각도 업데이트를 결정하기 때문이다. 한편으로는 임의 축 각도 업데이트가 더 효과적으로 결정되고 다른 한편으로는 불필요하게 큰 구동 토크의 리저브에 대해 불필요하게 기준 운동을 단축하지 않는 것이 쉬운 방식으로 확실시할 수 있으므로, 단계 30 에서의 사전 체크는 여전히 유리하다.

Claims (16)

  1. 매니퓰레이터를 제어하는 방법으로서,
    (S10): 기준 경로를 저장하는 단계; 및
    (S50, S70): 상기 기준 경로를 따라가는 동안에 기준 증분을 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 기준 증분은 상기 기준 경로를 따라가는 동안에 상기 매니퓰레이터의 다이내믹스에 기초하여 결정되고,
    상기 매니퓰레이터의 모델이 평가되어, 상기 기준 경로를 따라가는 동안에 상기 기준 증분을 결정하고,
    시간 증분에 대해, 상기 기준 경로를 따라가는 동안에 기준 운동이 결정되고, 기준 증분은 상기 기준 운동 및 상기 매니퓰레이터의 다이내믹스에 기초하여 결정되며,
    상기 기준 운동을 실현하는데 필요한 구동력이 허용가능 구동력을 초과하는 경우, 및 상기 기준 운동을 실현하는데 필요한 속도가 허용가능 속도를 초과하는 경우 중 하나 이상인 경우,
    ⅰ) 상기 결정된 기준 증분은 미리 결정된 방식으로 상기 기준 운동과 상이하거나, ⅱ) 시간 증분에 대한 기준 속도는 미리 결정된 방식으로 기준 운동 속도와 상이하거나, 또는 ⅲ) 상기 결정된 기준 증분은 미리 결정된 방식으로 상기 기준 운동과 상이하고 시간 증분에 대한 기준 속도는 미리 결정된 방식으로 기준 운동 속도와 상이하고,
    미리 결정된 방식으로 상기 기준 운동과 상이한 기준 증분은 상기 기준 운동의 맵핑에 의해 결정되며,
    상기 기준 증분은 상기 기준 운동을 둘러싸는 미리 결정된 튜브 내에서 결정되는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장된 기준 경로는 위치, 조인트 좌표, 및 파라미터화된 함수 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터의 다이내믹스에 기초하여, 상기 기준 운동을 실현하는데 필요한 구동력이 허용가능 구동력을 초과하는지 여부가 결정되는 것 (S30) 을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 증분은 최적화에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 최적화는 최적화 기준으로서 상기 기준 운동과 상기 기준 증분 사이의 편차, 상기 기준 운동을 실현하는데 필요한 구동력과 허용가능 구동력 사이의 리저브 (reserve), 상기 시간 증분에 대한 기준 속도와 허용가능 속도 사이의 리저브, 상기 시간 증분에 대한 기준 속도와 기준 조인트 속도 사이의 편차, 상기 기준 증분을 실현함으로써 도달되는 포즈와 특이 포즈 사이의 리저브, 상기 기준 운동을 실현하는데 필요한 구동력, 및 상기 기준 증분을 실현함으로써 도달되는 포즈와 바람직한 포즈 사이의 거리 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 최적화는 ⅰ) 페널티 함수(들)로서 하나 이상의 최적화 기준을 포함하거나, ⅱ) 등식 또는 부등식 제약으로서 하나 이상의 최적화 기준을 포함하거나, 또는 ⅲ) 페널티 함수(들)로서 하나 이상의 최적화 기준을 포함하고 등식 또는 부등식 제약으로서 하나 이상의 최적화 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    하나의 섹션에서 적어도 상기 저장된 기준 경로에 대해 상기 매니퓰레이터가 리던던트한 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  8. 매니퓰레이터 제어 디바이스로서,
    기준 경로를 저장하는 저장 디바이스; 및
    상기 기준 경로를 따라가는 동안에 기준 증분을 결정하는 보간 디바이스를 포함하며,
    상기 제어 디바이스는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 매니퓰레이터 제어 방법을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터용 제어 디바이스.
  9. 제어 디바이스로 하여금 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 매니퓰레이터 제어 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 제어 디바이스는,
    기준 경로를 저장하는 저장 디바이스; 및
    상기 기준 경로를 따라가는 동안에 기준 증분을 결정하는 보간 디바이스를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 모델은 선형화된 모델인 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 운동은 저장된 위치들 또는 조인트 좌표들 사이의 보간에 의해 또는 저장된 함수를 평가하는 것에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 맵핑은 상기 기준 운동의 선형 맵핑인 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치는 매니퓰레이터-고정 기준 좌표계 (TCP) 의 로케이션, 및 매니퓰레이터-고정 기준 좌표계 (TCP) 의 방위 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 최적화는 다중-기준 최적화인 것을 특징으로 하는 매니퓰레이터 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
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