로봇(조작기·모바일 매니퓰레이터) 궤적 및 모션 계획 연구

Trajectory and Motion Planning for Robots Research

연구 내용

조작기와 모바일 매니퓰레이터가 목표 궤적을 연속 추종하면서 장애물을 회피하도록 task space 궤적 최적화와 에너지 기반 모션 플래너를 설계하는 연구

모바일 매니퓰레이터의 모션 계획은 조작기와 모바일 로봇의 특성이 결합되어 복잡도가 증가하므로, 서로 다른 동역학 특성을 분리 고려하면서도 전체 운동의 정합성을 유지하는 접근을 연구합니다. 기존 가상 임피던스 개념에서 확장된 virtual impedance energy field(VIEF)를 정의하여 가상 임피던스 힘을 에너지 관점으로 변환하고, 장애물 회피를 로컬 costmap과 결합합니다. 조작기 측에서는 task space에서 복수 knot를 연속적으로 통과하는 trajectory planning을 구성하고, 속도·가속도 한계를 만족하도록 time-scaling을 수행합니다. 시뮬레이션 기반 성능 분석과 자세 오차, 속도, 장애물 안전거리 지표로 추종 안정성을 검증합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 조작기 궤적이 점 대 점(point-to-point)에서 벗어나 복수 knot를 연속적으로 통과해야 하는 제조 작업 요구를 반영하여 task space trajectory planning을 정리했습니다. 이후에는 Catmull–Rom spline을 기반으로 중간 속도와 구간 시간을 부여하고, 실제 로봇의 물리적 속도·가속도 제약을 만족하도록 time-scaling을 적용했습니다. 이후 단계에서는 모바일 로봇과 조작기의 결합으로 발생하는 장애물 회피 문제를 해결하기 위해 VIEF 기반 모션 플래너로 확장하고, 장애물 환경에서 목표 궤적 추종과 안전거리 유지를 함께 검증하는 흐름을 수행했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

장애물 회피 기반 경로 추종
모바일 매니퓰레이터 모션 계획
에너지 기반 로컬 costmap 구성
속도·가속도 제약 만족 제어
곡선 경로 연속 이동
자세 오차 최소화 추종
제조 현장 자동 동작
실환경 로봇 제어 안정성 확보
재난 대응 로봇 동작 경로
원거리 센서 연계 이동