This paper describes generation and interpolation of upper body motion for Humanoid Robots using motion capture data. At first, in order to generate upper body motion using motion capture data, original captured data cannot be used for robots directly. In this paper, we make the motion capture data available for robots by using inverse kinematics and smoothing.
Secondly, for the motion interpolation of humanoid robots, transition trajectory must be created with considering not only kinematic conditions at the first and second motions, but also characteristics of humanoid robots such as joint angle limit, velocity limit and torque limit. In this paper, we use a quintic polynomial to interpolate two motions naturally. In addition, we explore techniques for finding optimal trajectory for humanoids robots. In particular, we find appropriate constraints of the polynomial at the second motion, avoiding mechanical limits of the robot. This constraints can make the trajectory more reasonable. Finally, we successfully interpolated two motions and let the robot move various motions continuously.
본 논문은 모션캡쳐 데이터를 이용하여 휴머노이드 로봇의 상체 동작을 생성하고 합성하는 것에 대한 연구이다. 먼저 모션캡쳐 데이터를 이용하여 로봇의 상체 동작을 생성하기위해서는 원래 캡쳐된 데이터를 그대로 로봇에 사용할 수 없다. 본 논문에서는 역기구학과 스무딩을 이용하여 로봇에 사용가능하도록 만들어 준다. 두번째로, 휴머노이드 로봇의 동작 합성을 위해서는 트랜지션 구간의 궤적을 생성해 주어야야만한다. 이때 첫번째 동작과 두번째 동작의 기구학적 조건 뿐만아니라 관절 한계, 속도한계 그리고 토크 한계와 같은 로봇의 특성 또한 함께 고려해주어야 한다. 본 논문에서는 5차 다항식을 이용하여 두개의 동작을 자연스럽게 연결한다. 또한 휴머노이드 로봇에 맞는 최적의 트랜지션 궤적을 찾는 방법에 대해서 고찰한다. 특히 로봇의 기계적 한계를 피하는 적절한 다항식의 조건을 두번째 동작에서 찾는다. 이러한 구속조건은 매우 적절한 트랜지션의 궤적 만들어준다. 결국 본 연구에서는 두개의 로봇 동작을 연결, 합성하였고 다양한 동작을 로봇이 연속적으로 움직일수 있게 하였다.
