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다족 로봇을 위한 효과적인 보행 패턴 분석
Analysis on Effective Walking Pattern for Multi-Legged Robots

김병호    (경성대학교 전기전자메카트로닉스공학부 생체모방제어 및 로봇연구실  );
  • 초록

    다족로봇이 보행하기 위해서는 기본적으로 어떤 보행 패턴의 설정이 필요하다. 이러한 관점에서 어떤 보행 패턴이 효과적인 다족 보행을 가능하게 할 것인지를 분석하기 위하여 본 논문은 네 개의 다리를 이용하는 4족 보행 로봇 모델을 고려하며, 보행 순간마다 지지판에 의해 형성되는 지시다각형의 중심경로를 기반으로 보행 밸런스를 분석한다. 또한, 다족 로봇의 보행 밸런스를 평가하기 위한 성능지수를 제안한다. 시뮬레이션을 통하여, 4족 로봇의 보행에서 지지다각형의 중심 경로와 보행 밸런스는 사용된 보행 패턴에 따라 다르다는 사실을 보인다. 결과적으로, 보행 밸런스 지수와 생체모방 관점으로부터 4족 로봇의 보행을 위하여 유용한 보행 패턴을 제시한다.


    A proper walking pattern is to be assigned for a walk of multi-legged robots. For the purpose of identifying a good walking pattern for multi-legged robots, this paper consider a simple model of quadruped robotic walking and analyze its walking balance based on the centroid of foot polygons formed in every step. A performance index to estimate the walking balance is also proposed. Simulation studies show that the centroid trajectory of foot polygons and the walking balance in a common quadruped walking are different according to the walking pattern employed. Based on the walking balance index and a bio-mimetic aspect, a useful walking pattern for quadruped robots is finally addressed.


  • 주제어

    다족로봇 .   보행 패턴 .   지지다각형의 중심 경로 .   보행 밸런스.  

  • 참고문헌 (16)

    1. R. Siegwart and I. R. Nourbakhsh, Introduction to autonomous mobile robots, The MIT Press, 2004 
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    3. K. Arikawa and S. Hirose, Development of quadruped walking robot TITAN-VIII, in Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 208-214, 1996 
    4. M. Raibert, K. Blankespoor, G. Nelson, R. Playter, and the BigDog Team, BigDog, the rough-terrain quadruped robot, in Proc. of the 17th World Congress The Int. Federation of Automatic Control, pp. 10822-10825, 2008 
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    6. Http://www.bostondynamics.com/, Boston Dynamics company, USA 
    7. P.-C. Lin, H. Komsuoglu, and D. E. Koditschek, A leg configuration measurement system for full-body pose estimates in hexapod robot, IEEE Transactions on Robotics, vol. 21, no. 3, pp. 411-422, 2005 
    8. M. Fujita and H. Kitano, Development of an autonomous quadruped robot for robot entertainment, Autonomous Robots, vol. 5, pp. 7-18, 1998 
    9. Y. Hada, H. Gakuhari, K. Takase, and E. I. Hemeldan, 'Delivery service robot using distributed acquisition, actuators and inteliigence,' in Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 2997-3002, 2004 
    10. G. S. Hornby, S. Takamura, T. Yamamoto, and M. Fujita, Autonomous evolution of dynamic gaits with two quadruped robots, IEEE Transactions on Robotics, vol. 21, no. 3, pp. 402-410, 2005 
    11. J. Estremera and P. G. deSantos, Generating continuous free crab gaits for quadruped robots on irregular terrain, IEEE Transactions on Robotics, vol. 21, no. 6, pp. 1067-1076, 2005 
    12. S. Nakajima, E. Nakano, and T. Takahashi, 'Motion control technique for practical use of a leg-wheel robot on unknown outdoor rough terrains,' in Proc. of IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, pp. 1353-1358, 2004 
    13. K. Seo, J. Choi, and Y.-W. Cho, Automatic gait generation for quadruped robot using GA with an enhancement of performance, Jour. of Korean Institute of Intelligent Systems, vol. 18, no. 4, pp.555-561, 2008 
    14. J. G. Cham, S. A. Bailey, J. E. Clark, R. J. Full, and M. R. Cutkosky, Fast and robust: hexapedal robots via shape deposition manufacturing, Int. Jour. of Robotics Research, vol. 21, no. 10-11, pp. 869-882, 2002 
    15. B.-H. Kim, 'Centroid-based analysis of quadrupedrobot walking balance,' in Proc. of Int. Conf. on Advanced Robotics, FD1: Humanoid and Walking Robots Session, 2009 
    16. S. Cordes, K. Berns, and I. Leppanen, Sensor components of the six-legged walking machine LAURON II, in Proc. of IEEE Int. Conf. on Advanced Robotics, pp. 71-76, 1997 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (7)

    1. Kim, Byoung-Ho 2011. "Analysis on Boundary Condition for Standing Balance of Four-Legged Robots" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, 21(6): 673~678     
    2. Lee, Bo-Hoon ; Lee, Chang-Seok ; Kim, Yong-Tae 2011. "A Study on Hybrid Wheeled and Legged Mobile Robot with Docking Mechanism" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, 21(6): 692~697     
    3. Eom, Han-Sung 2012. "Estimation of Attitude Control for Quadruped Walking Robot Using Load Cell" 한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, 16(6): 1235~1241     
    4. Jeong, Dong-Hyuk ; Lee, Bo-Hoon ; Kim, Yong-Tae 2012. "Obstacle Avoidance Algorithm of Hybrid Wheeled and Legged Mobile Robot Based on Low-Power Walking" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, 22(4): 448~453     
    5. 2013. "" International journal of fuzzy logic and intelligent systems : IJFIS, 13(2): 100~105     
    6. Choi, Dae-Gyu ; Jeong, Dong-Hyuk ; Kim, Yong-Tae 2014. "Design of Hybrid Wheeled and Legged Mobile Robot with a Waist Joint" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, 24(3): 304~309     
    7. Lee, Sungmin ; Park, Jungkil ; Park, Jaebyung 2014. "Tip-over Terrain Detection Method based on the Support Inscribed Circle of a Mobile Robot" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, 20(10): 1057~1062     

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