로봇 조작기의 경로 계획 및 궤적 계획에 관한 연구 분석 = A Study on the Path Planning and Trajectory Planning of the Robot Manipulator

국문 초록 (Abstract)

로봇 조작기 설계 과정에서 경로 계획 및 궤도 계획은 로봇 공학 분야와 일반적으로 자동화 분야에서 중요한 문제이다. 실제로 로봇과 자동기계의 개발추세는 생산 시간을 단축하기 위해 점점 더 빠른 속도로 작동하는 데에 있다. 작동 속도가 빠르면 액추에이터와 제어 시스템에서 극한의 성능이 필요하기 때문에 로봇 동작의 정확성과 반복성을 저해할 수 있다.
따라서 액추에이터의 과도한 가속과 기계 구조의 진동을 피하는 측면에서 고속으로 실행될 수 있지만 동시에 로봇에 무해한 궤적을 생성하는데 특별한 주의를 기울여야 한다. 경로 계획 알고리즘은 로봇의 관절 공간이나 작동 공간에서 미리 정의된 via-points에서 통과하는 초기 지점에서 최종 지점까지의 기하학적 경로를 생성하는 반면, 궤도 계획 알고리즘은 주어진 기하학적 경로를 사용하여 부여한다. 시간 정보와 함께 via-points에서 통과 시간을 정의하는 것은 모션의 운동학적 속성뿐만 아니라 동역학적 속성에도 영향을 미치기 때문에 궤적 계획 알고리즘은 로봇공학에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 경로 계획 알고리즘으로 기하학적 경로를 생성하는데 사용되는 로드맵 기술, 셀 분해 알고리즘, 인공적인 잠재적 방법과 일반적으로 최소 시간, 최소 에너지 최소 저크로 정의 되는 궤적 계획 알고리즘을 알아보고자 하였다. 경로 계획 및 궤도 계획은 로봇 조작기 설계 과정에서 필수적이며 여러 분야에 쓰일 로봇 조작기를 설계 하는데 유용할 것이다.