Collision Avoidance and Tip-over Risk Control with Human Prediction for Mobile Manipulators
연구 내용
모바일 매니퓰레이터가 작업자와 공존하는 워크셀에서 인간 위치·속도를 추정하고, 예측 경로와 강화학습 기반 회피 전략으로 충돌과 전도 위험을 동시에 저감하는 연구
본 연구는 협업 작업에서 로봇과 작업자의 상호작용을 안전하게 처리하기 위해, 인지-예측-회피-안정성 평가를 하나의 흐름으로 구성합니다. 고정 RGB 카메라와 object detection 기반 시각 인지를 통해 인간의 위치와 속도를 추정하고, Kalman filter로 시간적 일관성을 반영해 장애물로 인한 가림 상황에서도 추정을 유지합니다. 이후 강화학습 기반 경로 설계 또는 인간의 미래 이동을 GRU 네트워크로 예측한 뒤, Artificial Potential Field를 이용해 충돌 가능성을 회피하는 경로를 생성합니다. 또한 ISO/TS 15066의 protective separation을 적용하되 전도 가능성을 함께 고려해 정지 감속 설계와 TOM 기반 안정성 평가를 수행합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
5편
관련 특허
0건
관련 프로젝트
3건
연구 흐름
초기 연구에서는 고정 카메라 기반 인간 위치·속도 추정과 좌표 변환 절차를 정리하고, 시야 가림이 발생하는 환경에서도 추정이 유지되도록 Kalman filter 기반 예측을 적용했습니다. 이후 연구에서는 모바일 매니퓰레이터가 작업자를 회피하도록 강화학습 경로를 생성하고, protective separation을 만족하는 정지 감속 설계로 안전 운용 조건을 확장했습니다. 이어서 전도 문제를 독립적으로 평가하기 위한 tip-over stability 정량화 방법을 제안하고, 전방의 인간 이동을 예측해 충돌 회피 가능성을 미래 시점에서 반영하는 경로 생성 알고리즘으로 심화했습니다. 최근에는 디지털 트윈 기반 검증과 실환경 안전성 평가 체계와의 연계를 강화하는 흐름을 보입니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Estimation of Human Position and Velocity in Collaborative Robot System Using Visual Object Detection Algorithm and Kalman Filter
Designing Path of Collision Avoidance for Mobile Manipulator in Worker Safety Monitoring System Using Reinforcement Learning
Design of Maximum Stopping Deceleration of Mobile Manipulator Considering the Protective Separation Distance without Tip-over
Development of a Numerical Evaluation Method for Tip-Over Stability of Mobile Manipulator Considering Tip-Over Angle
Manipulator Collision Avoidance Path Generation Algorithm Considering Predicted Human Path
관련 프로젝트
구분
제목
디지털 트윈용 가상화 기기 실증 기술
실환경 기반 로봇 신뢰성 및 안전성 평가기술 개발
AI로봇기반 인간기계협업기술 전문인력양성