Recently, to improve the performance of a teleoperation, virtual fixture that provides virtual force as haptic feedback has been widely researched. Although, there are two types of virtual fixture depending on their generation method, Many researcher has used without classification. Because virtual fixtures improve performance without classification. However, since virtual fixture has different force feedback characteristics depending on the generation method, there is optimal virtual fixture type that shows better result according to purpose. Therefore, in this paper we find which virtual fixture is better to use for each purpose by comparing remote and local virtual fixture through experimental task. In addition, we proposed method to improve performance of them according to ideal virtual fixture condition. In many previous research, virtual fixture are predefined and do not consider time delay in communication channel. However, actual teleoperation environment is not structured, which cannot be defined virtual fixture in advance, and there is an time delay. Therefore, we presents a algorithm to reduce the position error of the virtual model that can occur when creating a virtual guide using a camera and the force output error that can occur when there is a time delay. More specifically, we update the virtual model in real time with the force/torque data that occur when the robot contact with the environment and reduce the time delay effect through frame transformations within the model. The proposed methods have been evaluated through experiments and confirmed that it can be successfully improved.
최근, 원격 제어에서 조작 성능을 향상하기 위해 가상의 힘을 햅틱 피드백으로 제공하는 가상 가이드에 대한 연구가 이루어지고 있다. 가상 가이드는 생성 방법에 따라 원격 가상 가이드와 로컬 가상 가이드로 나눌 수 있지만, 지금까지는 별다른 구분 없이 사용되고 있었다. 구분하지 않아도 가상 가이드는 작업 성능을 향상하기 때문이다. 하지만, 생성 방법에 따라 힘 피드백 특성이 달라지기 때문에 더 나은 결과를 보여주는 가상 가이드는 존재한다. 따라서, 본 논문에서는 실험을 통해 두 가상 가이드를 비교하여 목적에 따라 어떤 가상 가이드가 더 적합한지 찾아보고자 한다. 또한 이상적인 가상 가이드 조건에 따라 두 가상 가이드의 단점을 개선할 방법들을 제안한다. 기존에는 가상 가이드를 사전에 정의했고 네크워크 시간지연을 고려하지 않았다. 하지만, 실제 원격 제어 환경은 카메라를 이용하여 가상 가이드를 생성하기에 가상 모델의 위치 오차가 존재하고 시간지연이 있을 때 발생하는 힘 출력 오차도 존재한다. 따라서 본 논문에서는, 로봇이 환경과 접촉할 때 발생하는 힘 정보를 바탕으로 가상 모델을 실시간으로 업데이트하고 모델 내의 프레임 간 변환을 통해 시간 지연 효과를 감소시키는 방법을 제안한다. 제안된 방법들은 실험을 통해 성능을 평가하였고 성공적으로 개선할 수 있음을 확인하였다.
