동적 환경에서의 휴머노이드 로봇의 보행을 위한 실현 가능한 발걸음 계획

Abstract

본 논문에서는 동적 장애물 환경에서 출발점에서 목적지까지 충돌 없는 발걸음을 생성하는 보행 주기를 고려한 실현 가능한 발걸음 계획기를 제안한다. 이전의 연구에서는 보폭과 보행 방향을 변경하여 장애물 환경에 대응했다. 그러나 보행 주기를 고려하지 않고 보폭과 보행 방향만을 고려해서는 동적 장애물 환경에 탄력적으로 대응할 수 없다. 또한 발걸음 계획기에서 생성된 발걸음 정보는 걸음새 생성기가 추종할 수 없는 실현 불가능한 발걸음 정보일 수 있다. 이전의 연구에서는 제한 조건을 통해 이 문제를 해결하였으나 보행 주기를 고려할 경우 새로운 방법이 필요하다. RRT* 알고리즘을 사용하여 발걸음 위치 정보인 정면 보폭, 측면 보폭 및 보행 방향을 결정하고, 이진 탐색 알고리즘 및 충돌 체크에 의해 보행 주기를 결정한다. 이를 통해 걸음새 생성기에서 사용되는 발걸음 정보가 정의된다. 생성된 발걸음 정보의 경우 휴머노이드 로봇이 추종할 수 없는 실현 불가한 발걸음일 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다변수의 해를 찾는데 적합한 진화알고리즘을 사용하여 발걸음 정보를 최적화한다. 동역학 시뮬레이터인 Webots을 사용하여 제안하는 발걸음 계획기의 성능을 검증하였다. 이를 통해 발걸음 계획기에서 생성된 발걸음 정보를 휴머노이드 로봇이 추종할 수 있는지 확인하였다.