현재 가속도 정보를 고려한 컨볼루션 기반 경로생성 방법

Abstract

본 논문은 디지털 컨볼루션 특성을 이용한 운동 제어 시스템에 효율적이며 재 생성이 가능한 궤적 생성 방법을 제안한다. 대부분의 로봇을 제어하기 위해서는 궤적 생성기, 제어기, 그리고 제어 대상인 구동기 3가지가 필요하다. 구동기의 성능을 고려하지 않고 궤적을 생성하게 되었을 경우 좋은 성능의 제어기를 사용된다고 할지라도 구동기는 궤적을 추종하지 못하게 된다. 즉, 구동기의 성능을 고려하여 추종 가능한 궤적을 생성해야만 한다. 또한 적은 계산 량으로 빠르게 궤적을 생성 할 수 있는 방법은 저가의 프로세서를 이용 한 경우에도 궤적을 빠르게 생성 가능하게 하여 실시간 동작이 가능하게 한다. 또한, 생성된 궤적은 목표물의 위치, 장애물의 존재 등으로 인해 새로이 생성 될 필요가 존재한다. 본 논문에서는 최대 속도, 최대 가속도, 최대 저크 등을 이용하여 최대 성능을 제한하며 초기와 최종 속도를 고려한 S-curve 형태의 궤적 생성 방법을 컨볼루션 연산자를 이용하여 생성하였던 방법을 이용하며 궤적을 재 생성 할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 궤적을 재 생성 할 때에는 가속도 값의 불연속성으로 인해 저크가 무한한 값이 되지 않도록 초기 가속도까지 고려한 더욱 효율적인 궤적을 생성하고자 한다. 초기 가속도를 조절 할 수 있는 궤적을 생성 할 때 초기 가속도가 0이상일 때와 0 이하일 때 두 경우로 나누어서 궤적을 생성하고자 한다.