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본 논문은 노약자나 장애인이 탑승이나 원격 제어가 가능하도록 설계된 재활 보조용 이동 로봇의 조종에 사용되는 힘 반향 조이스틱 제어 기법에 관한 연구이다. 본 논문에서는 힘 반향 조이스틱을 사용하여 효과적인 장애물 회피와 안정적인 주행이 가능한 힘 반향 알고리즘에 대해 연구하였다. 조이스틱의 반향 힘은 로봇 주위의 장애물에 대한 반향 힘을 갖는 스프링과 급격한 조이스틱 변화를 방지하는 댐퍼의 특성으로 설계하였다. 실제 환경에서의 적용을 위해 제작된 이동 로봇 시스템은 VME 버스 기반의 VM30(MC68030 MPU board), VLAN(MC68302 based LAN board), 그리고 초음파 센서의 명령과 데이터 입력을 위해 설계한 VME 버스 기반의 초음파 보드로 구성하였으며, 실시간 제어를 위해 실시간 운영 체제인 VxWorks에서 시스템을 개발하였다. 이동 로봇 둘레에는 15°간격으로 초음파 센서를 부착하여 실시간으로 장애물과의 거리를 알아내어 조작자의 조이스틱에 힘으로써 전달하도록 하였다. 실제 로봇의 실험을 통하여 제안된 힘 반향 기법이 재활 보조용 이동 로봇의 운용에 적용 가능함을 확인하였다.


This study is a research about force reflection joystick control method for rehabilitation assisting mobile robot which designed for that the elderly and the disabled to be embarked or controlled remotely. Therefore, on this paper researched the force reflection algorithm which guarantees obstacle avoidance and stable navigation with efficiently. Reflected force of joystick was modeled using spring part, which represents the reflected force to the obstacle, and damper part, which protects from user's abrupt control. We made the robot for appling force reflection algorithm. Mobile robot consists of VM30(MC68030 MPU board), VLAN(MC68302 based LAN board), and ultrasonic sensor drive board which based on VME bus. And we developed real time control with VxWorks(real time operating system), and designed it to deliver the force getting distance information by ultrasonic sensors attached with interval of 15°around the robot. Through the experiments using real mobile robot, we found that force reflection joystick algorithm is very useful to control rehabilitation assisting robot through the simulation and experiments.