In this thesis, mechanical design of small-sized humanoid robot and its hybrid architecture are presented to achieve a kicking motion from the small-sized humanoid robot.
The humanoid robot is developed with harmonic gear. 12 DC motor modules are used for lower body and 16 RC Servo motors for upper body. Among 12 DC motor modules, two DC motor modules are used at waist to support the weight of torso.
The hybrid architecture of this robot designed for kicking motion is composed with vision system, path planner and motion generator.
Vision system is designed to deal with captured images for ball and goal position calculation and simple self-localization.
Based on this information, appropriate paths and motion procedures are calculated in path planner and motion generator, which is embodied in PDA.
As all deliberative decision is made in above three modules, there is time independency between deliberative layer and reactive layer of robot control.
According to this independency, all procedures of behavior selection and performance can be done fluently according to situational conditions.
In this thesis, the performance of proposed vision module and relative two modules are shown the kicking motion of small-sized humanoid robot developed by RIT Lab.,KAIST.
본 논문에서는 소형 휴머노이드를 위한 공차기 동작을 제안하고, 그에 알맞은 기게부 설계와 혼성 제어구조를 제안하였다. 휴머노이드 로봇의 구현은 하모닉 기어를 사용하여 이루어졌으며, 로봇의 하체에는 12개의 DC Motor 모듈이 사용 되었으며, 상체에는 16개의 RC Servo Motor이 사용되어 구현 되었다. 12새의 DC Motor 모듈들 중 2개의 DC Motor 모듈은 허리에 사용되어 2 자유도를 가지고 상체 무게를 효과적으로 지지하는데 사용되었다. 본 로봇의 혼성 제어 구조는 비젼 시스템과 경로 생성기 및 행동 생성기로 이루어져 있으며 소형 휴머노이드 로봇의 공차기 동작을 적합하게 생성하기 위하여 제작되었다. 비젼 시스템에는 공과 골대의 위치를 파악하고 간단한 자기 위치 추정 알고리즘이 적용되었으며, 이로부터 얻어진 정보를 기본으로 하여 공차기에 적합한 경로와 동작의 순서가 PDA에 구현된 경로 생성기 모듈과 행동 생성기에서 계산되게 된다. 위에 설명한 상위 의사 결정은 모두 PDA에서 임베디드 컴퓨터와는 독립적으로 이루어지게 되므로, 반응적 의사 결정을 담당하는 임베디드 컴퓨터와 시간적 독립성을 가지는 구조를 가지므로, 이를 이용하여 원활한 공차기 동작을 위한 혼합 제어 구조를 구성하였다. 본 논문에서는 구현된 시스템의 효용성과 실험등에 한국 과학 기술원 RIT Lab에서 제작된 소형 휴머노이드 로봇이 사용되었다.
