KR20100078066A - 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법 - Google Patents

로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법 Download PDF

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KR20100078066A
KR20100078066A KR1020080136208A KR20080136208A KR20100078066A KR 20100078066 A KR20100078066 A KR 20100078066A KR 1020080136208 A KR1020080136208 A KR 1020080136208A KR 20080136208 A KR20080136208 A KR 20080136208A KR 20100078066 A KR20100078066 A KR 20100078066A
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Abstract

본 발명은 로봇 핸드가 물체를 파지하기 위한 최적의 파지 접근점을 생성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 임의의 형상을 가지는 물체에 적용될 수 있으며, 예컨대, 직육면체, 원통, 구, 및 이들이 조합된 형상을 가지는 물체에 적용 가능하다.
기본적으로, 물체의 형상에 따라 파지 접근점들이 생성되고, 생성된 파지 접근점들은 물체(장애물)와의 간섭 및 핸드의 구조 등을 고려하여 걸러지고, 남은 파지 접근점들은 파지 성능을 평가하는 공지의 이론에 따라 평가된다.
예를 들어, 직육면체 형상의 물체에 본 발명을 적용하면, 물체의 가로, 세로, 높이의 중점을 원점으로 하고 상기 물체의 가로, 세로, 높이에 평행한 방향을 각각 x축, y축, z축으로 하는 좌표계를 설정하는 제1 단계, 상기 물체의 각 면으로부터 평행하게 이격된 각 평면상에서, 상기 x축, y축, z축 중 상기 물체의 각 면에 평행한 축과 평행한 방향으로 파지 접근점을 형성하는 제2 단계를 포함하며, 상기 제2 단계에서 상기 파지 접근점을 형성할 때, 상기 좌표계를 상기 각 평면으로 평행 이동시 상기 좌표계의 원점과 겹쳐지는 부분에 기준 파지 접근점을 형성하고, 상기 기준 파지 접근점으로부터 간격을 두면서 추가 파지 접근점을 형성하는 방식으로 상기 파지 접근점을 형성할 수 있다.

Description

로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법 {Process for producing optimal approaching position in robot hand}
본 발명은 로봇 핸드가 물체를 파지하기 위한 최적의 파지 접근점을 생성하는 방법에 관한 것이다.
산업 발전과 더불어 로봇에 대한 수요는 지속적인 증가 추세에 있다.
이와 관련하여, 인간의 손과 유사한 기능을 가진 로봇을 제작하기 위하여 여러 각도의 연구가 행해지고 있으며, 물체를 잡아 움켜쥐는 작업은 그 특성상 휴머노이드 로봇 구현에 있어서 인간 행동체계의 모방이 필요한 대표적인 분야 중 하나이고 손이라는 한계 때문에 구현에 많은 어려움이 있다.
또한, 새로운 물체를 파지할 수 있는 기능이 탑재된 로봇 핸드를 개발하기 위하여 많은 연구가 행해지고 있으나, 아직까지 파지를 능숙하게 수행할 수 있는 로봇 핸드의 설계 기술은 미흡하다.
따라서 다양한 물체 파지의 효율성 및 안정성을 제고하고, 로봇 핸드가 물체를 파지하기 위한 최적의 파지 접근점을 생성할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 물체 파지의 효율성 및 안정성을 높이고, 염가형 로봇 핸드를 사용하여 보급형 서비스 로봇에서 사용될 수 있는 파지 접근점 생성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 직육면체 형상의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 있어서, 상기 물체의 가로, 세로, 높이의 중점을 원점으로 하고 상기 물체의 가로, 세로, 높이에 평행한 방향을 각각 x축, y축, z축으로 하는 좌표계를 설정하는 제1 단계, 상기 물체의 각 면으로부터 평행하게 이격된 각 평면상에서, 상기 x축, y축, z축 중 상기 물체의 각 면에 평행한 축과 평행한 방향으로 파지 접근점을 형성하는 제2 단계를 포함하며, 상기 좌표계를 상기 각 평면으로 평행 이동시 상기 좌표계의 원점과 겹쳐지는 부분에 기준 파지 접근점을, 상기 기준 파지 접근점으로부터 간격을 두면서 추가 파지 접근점을 형성하는 방식으로 상기 파지 접근점을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 물체의 각 면과 상기 물체의 각 면에 대응하는 상기 각 평면 간의 이격 거리는, 상기 로봇 핸드가 상기 파지 접근점에 도착 시 상기 물체와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리와, 상기 로봇 핸드가 상기 물체를 잡기 전 형상에서 핸드 단부와 핸드 중심과의 거리의 합으로 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 접근 벡터는 상기 물체의 각 면의 법선 벡터 중 상기 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 방향 벡터는, 상기 파지 접근점이 존재하는 상기 평면에 대응하는 상기 물체의 면에 연결된 다른 면의 법선 벡터로 정해지는 것을 특징으로 한다.
원통 형상의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 있어서, 상기 물체의 밑면과 높이의 중점을 원점으로 하고, 상기 물체의 밑면에 평행한 방향으로 x축, y축을 설정하고, 상기 물체의 높이 방향을 z축으로 하는 좌표계를 설정하는 제1 단계, 상기 물체의 측면으로부터 균일하게 이격된 파지 접근점을 형성하는 제2 단계를 포함하며, 상기 제2 단계에서, 상기 좌표계의 원점과 같은 높이에 기준 파지 접근점을, 상기 기준 파지 접근점으로부터 간격을 두면서 상기 z축 방향으로 추가 파지 접근점을 형성하며, 상기 z축을 중심으로 이를 360°/n (여기서, n은 상수) 간격으로 반복하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 물체의 측면과 상기 파지 접근점 간의 이격 거리는, 상기 로봇 핸드가 상기 파지 접근점에 도착 시 상기 물체와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리와, 상기 로봇 핸드가 상기 물체를 잡기 전 형상에서 핸드 단부와 핸드 중심과의 거리의 합으로 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 접근 벡터는 상기 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 방향 벡터는, 평행 이동시 상기 물체의 측면에 접하며, 상기 z축에 수직이거나 평행한 것을 특징으로 한다.
구 형상의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 있어서, 상기 물체의 중점을 원점으로 하고, x축, y축, z축으로 이루어진 좌표계를 설정하는 제1 단계, 상기 원점에 중점을 가지고 상기 물체의 반경보다는 큰 가상의 구면 상에 파지 접근점을 형성하는 제2 단계를 포함하며, 상기 제2 단계에서, xy 평면상에서 360°/n1 (여기서, n1은 상수) 간격으로 기준 파지 접근점을, 상기 z축과 상기 기준 파지 접근점을 포함하는 평면상에서 상기 기준 파지 접근점에서 ±90°/n2 (여기서, n2은 상수) 간격으로 추가 파지 접근점을 상기 가상의 구면상에 형성하는 방식으로 상기 파지 접근점을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 물체의 외면과 상기 가상의 구면 간의 이격 거리는, 상기 로봇 핸드가 상기 파지 접근점에 도착 시 상기 물체와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리와, 상기 로봇 핸드가 상기 물체를 잡기 전 형상에서 핸드 단부와 핸드 중심과의 거리의 합으로 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 접근 벡터는 상기 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 방향 벡터는, 상기 접근 벡터 를 회전축으로 하여 360°/n3 (여기서, n3은 상수) 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 생성된 상기 파지 접근점은, 상기 파지 접근점이 장애물과 간섭될 경우, 상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드와 상기 장애물이 간섭될 경우, 최종 파지 위치에서 상기 로봇 핸드와 상기 장애물과 간섭될 경우, 상기 파지 접근점이 지면과 간섭될 경우에는 제거되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장애물을 구로 표현할 때, 직육면체 형상의 장애물은, 반경 r = (B_OBS + a/
Figure 112008090174700-PAT00001
)인 구를 간격 a로 배치하고, 원통 형상의 장애물은 반경 r = (원통 반경 + B_OBS) 인 구를 간격 b로 배치하고, 구 형상의 장애물은, 반경 r = (상기 구 형상의 장애물의 반경 + B_OBS) 인 구를 상기 구 형상의 장애물의 중심에 배치하는 것(여기서, r은 상기 구의 반경, B_OBS는 여유 장애물 영역 거리, a는 가로, 세로, 높이 중 최소 길이, b는 원통 밑면의 직경)을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 물체 파지를 위해 기본 물체 형상에 대한 파지 접근점 생성을 시스템화할 수 있으며, 또한 파지 신뢰성을 높일 수 있는 염가형 로봇 핸드를 사용하여 보급형 서비스 로봇에서 사용될 수 있는 실용적 파지 접근점을 생성할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 물체(m)를 파지하기 위해 로봇 핸드(e)가 이동하는 경로를 2단계로 구분하며, 제1 단계의 비정밀 접근(coarse approaching)과 제2 단계의 정밀 접근(fine approaching)을 위해 정지하는 점을 파지 접근점(FAP; Fine Approaching Position)이라고 정의하였다.
본 발명은 물체의 형상에 따라 일정 규칙에 따라 파지 접근점들을 생성하고, 생성된 파지 접근점들을 장애물 간섭 및 로봇 핸드의 구조 등을 고려하여 걸러내고, 최종적으로 남은 파지 접근점들을 파지 성능을 평가하는 공지의 이론에 따라 평가하는 것을 요지로 하고 있다.
한편, 본 발명은 임의의 형상을 가지는 물체에 적용될 수 있으며, 예컨대, 직육면체, 원통, 구, 및 이들이 조합된 형상을 가지는 물체에 적용 가능하다. 이하에서는 물체의 기본 형상에 해당하는 직육면체, 원통, 구 형상의 물체에 대하여 본 발명을 적용하는 것으로 예시적으로 설명하도록 한다.
먼저, 직육면체 형상(box)의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 대하여 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 물체(m)의 가로, 세로, 높이의 중점을 원점으로 하고 물체(m)의 가로, 세로, 높이에 평행한 방향을 각각 x축, y축, z축으로 하는 좌표계를 설정한다.
그리고 물체(m)의 각 면(1,2,3,4)으로부터 소정 거리(d1)만큼 이격된 각 평 면(10,20,30,40) 상에서, x축, y축, z축 중 물체의 각 면(1,2,3,4)에 평행한 축과 평행한 방향으로 파지 접근점들을 형성한다.
이때, 좌표계를 물체의 각 평면(1,2,3,4)으로 평행 이동시 좌표계의 원점과 겹쳐지는 부분에 기준 파지 접근점(F1)을 형성하고, 기준 파지 접근점(F1)으로부터 간격을 두면서 추가 파지 접근점(F2,F3,...)을 형성하는 방식으로 파지 접근점들(F)을 형성한다.
한편, 물체(m)의 각 면(1,2,3,4)과 이들에 대응하는 각 평면(10,20,30,40) 간의 이격 거리(d1)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 핸드가 파지 접근점(F)에 도착 시 로봇 핸드의 위치 오차 등으로 인한 물체(m)와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리(100)와, 로봇 핸드(e)가 물체(m)를 잡기 전 형상(pre-shape)에서 핸드 단부(300)와 핸드 중심(400)과의 거리(200)의 합으로 정해진다.
파지 접근점(F)에서 로봇 핸드의 접근 벡터(va)는 물체의 각 면의 법선 벡터 중 상기 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해진다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 파지 접근점(F)에서 로봇 핸드의 방향 벡터(vd)는, 파지 접근점(F)이 존재하는 평면(20)에 대응하는 물체의 면(2)에 연결된 다른 면(1,3,5,6)의 법선 벡터로 정해진다.
참고로, 파지 접근점(F) 간의 간격은 간격이 좁을수록 계산량은 늘어나게 되므로 로봇 시스템의 성능을 고려하여 적절히 조절된다.
다음으로, 원통 형상(cylinder)의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 대하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 물체의 밑면(7)(또는 윗면(8))과 높이의 중점을 원점으로 하고, 물체(m)의 밑면(7)에 평행한 방향으로 x축, y축을 설정하고, 물체(m)의 높이 방향을 z축으로 하는 좌표계를 설정한다.
그리고 물체의 측면으로부터 소정 간격(d1)으로 균일하게 이격된 파지 접근점(F)을 형성한다. 즉, 상기 좌표계의 원점과 같은 높이에 기준 파지 접근점(F1)을 형성하고, 기준 파지 접근점(F1)으로부터 간격(d2)을 두면서 z축 방향으로 추가 파지 접근점(F2,F3,...)을 형성하며(도 4(a) 참조), z축을 중심으로 이를 α=360°/n (여기서, n은 상수) 간격으로 반복한다(도 4(b) 참조). 여기서, d2, n 값은 파지 접근점(F) 간의 간격에 관련된 것으로서 간격이 좁을수록 계산량은 늘어나게 되므로 로봇 시스템의 성능을 고려하여 적절히 조절된다.
마찬가지로, 물체(m)의 측면과 파지 접근점(F) 간의 이격 거리(d1)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 핸드가 파지 접근점(F)에 도착 시 로봇 핸드의 위치 오차 등으로 인한 물체(m)와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리(100)와, 로봇 핸드(e)가 물체(m)를 잡기 전 형상(pre-shape)에서 핸드 단부(300)와 핸드 중 심(400)과의 거리(200)의 합으로 정해진다.
한편, 기준 파지 접근점(F1)과 추가 파지 접근점(F2,F3,...)과 같은 파지 접근점(F)에서 로봇 핸드의 접근 벡터(va)는 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해진다.
그리고 파지 접근점(F)에서 로봇 핸드의 방향 벡터(vd)는, 평행 이동시 물체의 측면에 접하며, z축에 수직이거나 평행한 벡터로 정해진다.
다음으로, 구 형상(sphere)의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 대하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 물체(m)의 중점을 원점으로 하고, x축, y축, z축으로 이루어진 좌표계를 설정한다.
그리고 원점에 중점을 가지고 물체(m)의 반경보다 소정 거리(d1)만큼 큰 가상의 구면(mv) 상에 파지 접근점(F)을 형성한다.
즉, xy 평면상에서 α=360°/n1 (여기서, n1은 상수) 간격으로 기준 파지 접근점(F1)을 형성하고, z축과 기준 파지 접근점(F1)을 포함하는 평면(400) 상에서 기준 파지 접근점(F1)에서 β=±90°/n2 (여기서, n2은 상수) 간격으로 추가 파지 접근점(F2,F3,...)을 형성하는 방식으로 파지 접근점(F)을 형성한다. 여기서, n1, n2 값은 파지 접근점(F) 간의 간격에 관련된 것으로서 간격이 좁을수록 계산량은 늘어나게 되므로 로봇 시스템의 성능을 고려하여 적절히 조절된다.
마찬가지로, 물체(m)의 외면과 가상의 구면(mv) 간의 이격 거리(d1)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 핸드가 파지 접근점(F)에 도착 시 로봇 핸드의 위치 오차 등으로 인한 물체(m)와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리(100)와, 로봇 핸드(e)가 물체(m)를 잡기 전 형상(pre-shape)에서 핸드 단부(300)와 핸드 중심(400)과의 거리(200)의 합으로 정해진다.
한편, 파지 접근점(F)에서 로봇 핸드의 접근 벡터(va)는 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해진다.
그리고 파지 접근점(F)에서 로봇 핸드의 방향 벡터(vd)는, 접근 벡터(va)를 회전축으로 하여 γ=360°/n3 (여기서, n3은 상수) 간격으로 형성된다.
이와 같이 형성된 파지 접근점들은 다음과 같은 경우에는 제거된다.
i) 파지 접근점이 장애물과 간섭될 경우
ii) 파지 접근점에서 로봇 핸드와 장애물이 간섭될 경우
iii) 최종 파지 위치에서 로봇 핸드와 장애물이 간섭될 경우
iv) 파지 접근점이 지면과 간섭될 경우
한편, 장애물과의 간섭을 체크하기 위하여 장애물을 일정 반경을 갖는 구들 을 배치하여 표현할 수 있다. 각 형상에 따라 표현되는 구의 반경(r)은 다음과 같다.
[직육면체 형상의 경우]
r = B_OBS + a/
Figure 112008090174700-PAT00002
(여기서, B_OBS는 여유 장애물 영역 거리, a는 직육면체의 가로, 세로, 높이 중 최소 길이)
[원통 형상의 경우]
r = 원통 반경 + B_OBS
[구 형상의 경우]
r = 구의 반경 + B_OBS
참고로, 도 6 내지 도 8에는 직육면체 형상의 장애물을 일정 반경을 갖는 구들로 대체하는 과정이 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, B_OBS(여유 장애물 영역 거리)가 0일 경우를 생각해 보면, 직육면체의 일단에서부터 구로 가릴 경우, a 간격으로 a/
Figure 112008090174700-PAT00003
반경을 갖는 구를 이용할 때 최소의 영역으로 직육면체를 가릴 수 있다. 여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, B_OBS를 더 두어 로봇 팔의 위치 오차, 장애물 위치 인식 오차 등으로 인한 문제에 대응하도록 한다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 직육면체의 타단에서 남은 구간이 a+a/2 보다 작을 경우(도 8(a) 참조)에는 직육면체의 타단까지 구를 배치함으로써 장애물 영역이 커버 가능하다(도 8(b) 참조).
그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 원통형 장애물은 장애물 반경에 B_OBS를 더한 구를 간격 b(원통 밑면 또는 윗면의 직경)로 배치하고(도 9(b) 참조), 구 형상의 장애물은 장애물의 중심에, 장애물의 반경에 B_OBS를 더한 반경을 가지는 새로운 구를 배치하는 것으로 하였다(도 9(c) 참조).
이와 같은 방식으로 로봇 핸드도 구로 표현하여, 상술된 (i) 내지 (iv)에 해당되는지 여부를 파악하여 생성된 파지 접근점의 제거에 활용할 수 있다.
최종적으로, 생성되고 필터링된 파지 접근점들은 각각 평가되어 정렬되어야 한다. 파지 성능을 평가할 수 있는 지수들은 이미 많은 연구에서 제시되어 있으며, 본 발명에서는 그 중 일부를 채용하여 사용하고자 한다.
참고로, Ferrari와 Canny는 접촉점에 기반하여 렌치 공간(wrench space)를 정의하고 물체의 중심이 이 공간상에 위치하면 힘 닫힘 특성(force-closure)을 갖는다고 하여 안정할 수 있다고 판단하였다(참고 문헌: C. Ferrari and J. Canny, “Planning optimal grasps”, In Proc. of the 1992 IEEE Intl. Conf. on Robotics and Automation, pp. 2290-2295, 1992.) 본 발명에서는 물체와 로봇 핸드와의 접촉 문제는 고려하지 않으므로, Ferrari와 Canny가 설명한 렌치 공간의 중심을 파지 접근점에서 접근 거리만큼 이동한 최종 파지 위치라고 가정하고, 이 위치가 물체의 무게 중심과 가까울수록 안정하다고 판단한다. 이러한 이론은 이미 공지되어 있는 것이므로 상세한 설명은 여기서 생략하도록 한다.
도 10에는 직육면체, 원통형, 구 형상의 물체에 있어서 상술한 바와 같은 과정을 거쳐 생성된 파지 접근점들이 도시되어 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 1은 물체 파지를 위해 로봇 핸드가 비정밀 단계와 정밀 단계로 접근하는 과정을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따라 직육면체 형상 물체에서 파지 접근점을 형성하는 방법에 관한 도면이다.
도 3은 로봇 핸드가 파지 접근점에 도착 시 로봇 핸드의 위치 오차 등으로 인한 물체와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리에 관한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 원통 형상 물체에서 파지 접근점을 형성하는 방법에 관한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 구 형상 물체에서 파지 접근점을 형성하는 방법에 관한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 물체를 일정 반경을 갖는 구들로 표현하는 방법에 관한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따라 물체 주변에 생성된 파지 접근점들을 보여주는 도면이다.

Claims (14)

  1. 직육면체 형상의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 있어서,
    상기 물체의 가로, 세로, 높이의 중점을 원점으로 하고 상기 물체의 가로, 세로, 높이에 평행한 방향을 각각 x축, y축, z축으로 하는 좌표계를 설정하는 제1 단계,
    상기 물체의 각 면으로부터 평행하게 이격된 각 평면상에서, 상기 x축, y축, z축 중 상기 물체의 각 면에 평행한 축과 평행한 방향으로 파지 접근점을 형성하는 제2 단계,
    를 포함하며,
    상기 제2 단계에서, 상기 좌표계를 상기 각 평면으로 평행 이동시 상기 좌표계의 원점과 겹쳐지는 부분에 기준 파지 접근점을, 상기 기준 파지 접근점으로부터 간격을 두면서 추가 파지 접근점을 형성하는 방식으로 상기 파지 접근점을 형성하는 것
    을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 물체의 각 면과 상기 물체의 각 면에 대응하는 상기 각 평면 간의 이격 거리는, 상기 로봇 핸드가 상기 파지 접근점에 도착 시 상기 물체와의 충돌을 방지 하기 위한 여유 영역 거리와, 상기 로봇 핸드가 상기 물체를 잡기 전 형상에서 핸드 단부와 핸드 중심과의 거리의 합으로 정해지는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 접근 벡터는 상기 물체의 각 면의 법선 벡터 중 상기 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해지는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 방향 벡터는, 상기 파지 접근점이 존재하는 상기 평면에 대응하는 상기 물체의 면에 연결된 다른 면의 법선 벡터로 정해지는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  5. 원통 형상의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 있어서,
    상기 물체의 밑면과 높이의 중점을 원점으로 하고, 상기 물체의 밑면에 평행한 방향으로 x축, y축을 설정하고, 상기 물체의 높이 방향을 z축으로 하는 좌표계를 설정하는 제1 단계,
    상기 물체의 측면으로부터 균일하게 이격된 파지 접근점을 형성하는 제2 단 계,
    를 포함하며,
    상기 제2 단계에서, 상기 좌표계의 원점과 같은 높이에 기준 파지 접근점을, 상기 기준 파지 접근점으로부터 간격을 두면서 상기 z축 방향으로 추가 파지 접근점을 형성하며, 상기 z축을 중심으로 이를 360°/n (여기서, n은 상수) 간격으로 반복하는 것
    을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 물체의 측면과 상기 파지 접근점 간의 이격 거리는, 상기 로봇 핸드가 상기 파지 접근점에 도착 시 상기 물체와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리와, 상기 로봇 핸드가 상기 물체를 잡기 전 형상에서 핸드 단부와 핸드 중심과의 거리의 합으로 정해지는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  7. 제5항에서,
    상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 접근 벡터는 상기 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해지는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  8. 제5항에서,
    상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 방향 벡터는, 평행 이동시 상기 물 체의 측면에 접하며, 상기 z축에 수직이거나 평행한 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  9. 구 형상의 물체를 파지하기 위하여 로봇 핸드가 비정밀 접근 후 정밀 접근을 위해 정지하는 파지 접근점의 생성 방법에 있어서,
    상기 물체의 중점을 원점으로 하고, x축, y축, z축으로 이루어진 좌표계를 설정하는 제1 단계,
    상기 원점에 중점을 가지고 상기 물체의 반경보다는 큰 가상의 구면상에 파지 접근점을 형성하는 제2 단계,
    를 포함하며,
    상기 제2 단계에서, xy 평면상에서 360°/n1 (여기서, n1은 상수) 간격으로 기준 파지 접근점을, 상기 z축과 상기 기준 파지 접근점을 포함하는 평면상에서 상기 기준 파지 접근점에서 ±90°/n2 (여기서, n2은 상수) 간격으로 추가 파지 접근점을 상기 가상의 구면상에 형성하는 방식으로 상기 파지 접근점을 형성하는 것
    을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 물체의 외면과 상기 가상의 구면 간의 이격 거리는, 상기 로봇 핸드가 상기 파지 접근점에 도착 시 상기 물체와의 충돌을 방지하기 위한 여유 영역 거리 와, 상기 로봇 핸드가 상기 물체를 잡기 전 형상에서 핸드 단부와 핸드 중심과의 거리의 합으로 정해지는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 접근 벡터는 상기 좌표계의 원점을 향하는 것으로 정해지는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드의 방향 벡터는, 상기 접근 벡터를 회전축으로 하여 360°/n3 (여기서, n3은 상수) 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  13. 제1항 또는 제5항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    생성된 상기 파지 접근점은, 상기 파지 접근점이 장애물과 간섭될 경우, 상기 파지 접근점에서 상기 로봇 핸드와 상기 장애물과 간섭될 경우, 최종 파지 위치에서 상기 로봇 핸드와 상기 장애물과 간섭될 경우, 상기 파지 접근점이 지면과 간섭될 경우에는 제거되는 것을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 장애물을 구로 표현할 때,
    직육면체 형상의 장애물은, 반경 r = (B_OBS + a/
    Figure 112008090174700-PAT00004
    )인 구를 간격 a로 배치하고,
    원통 형상의 장애물은 반경 r = (원통 반경 + B_OBS) 인 구를 간격 b로 배치하고,
    구 형상의 장애물은, 반경 r = (상기 구 형상의 장애물의 반경 + B_OBS) 인 구를 상기 구 형상의 장애물의 중심에 배치하는 것(여기서, r은 상기 구의 반경, B_OBS는 여유 장애물 영역 거리, a는 가로, 세로, 높이 중 최소 길이, b는 원통 밑면의 직경)
    을 특징으로 하는 로봇 핸드의 파지 접근점 생성 방법.
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