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KR20170008637A - 착용식 로봇의 구동 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

착용식 로봇의 구동 제어 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20170008637A
KR20170008637A KR1020150100076A KR20150100076A KR20170008637A KR 20170008637 A KR20170008637 A KR 20170008637A KR 1020150100076 A KR1020150100076 A KR 1020150100076A KR 20150100076 A KR20150100076 A KR 20150100076A KR 20170008637 A KR20170008637 A KR 20170008637A
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KR
South Korea
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robot
target
walking pattern
calculating
wearer
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KR1020150100076A
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이석원
구동한
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현대자동차주식회사
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Abstract

로봇에 의한 저항 반력을 최소화하여 부드러운 동작을 가능하게 하는 착용식 로봇의 구동 제어 방법 및 시스템이 개시된다. 상기 착용식 로봇의 구동 제어 방법 은, 로봇 착용자의 보행 패턴에 따라 로봇의 목표 보행 패턴을 산출하는 보행 패턴 산출 단계; 상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘을 어드미턴스 모델에 대입하여 상기 힘에 따른 보행 패턴의 보정량을 산출하는 보정량 산출 단계; 및 상기 보행 패턴 산출 단계에서 산출된 목표 보행 패턴과 상기 보정량 산출 단계에서 산출된 보정량을 합산하여 보정 목표 보행 패턴을 생성하고, 상기 보정 목표 보행 패턴에 기반하여 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출하는 목표 토크 산출 단계를 포함한다.

Description

착용식 로봇의 구동 제어 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING MOTION OF WEARABLE ROBOT}
본 발명은 로봇에 의한 저항 반력을 최소화하여 부드러운 동작을 가능하게 하는 착용식 로봇의 구동 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
외골격 형태의 착용식 로봇에 있어서, 로봇에 의한 저항 반력을 최소화하여 부드러운 동작을 하기 위해서는 사람의 동작 의도를 실시간으로 반영하는 것이 매우 중요하다.
이에 더하여, 사람의 초기 동작 의도에 대하여 빠르게 반응하기 위해서는 구동 민감도 향상을 위한 알고리즘이 요구된다.
그러나 기존의 착용식 로봇은 오직 사용자가 가한 힘에 대해 조인트 토크를 계산하여 로봇을 구동시키는 알고리즘이 대부분이며, 이 경우 초기 로봇 구동 시에 로봇 관성 등에 의한 커다란 저항 반력이 사람에게 반작용되어 돌아온다.
이를 해결하기 위해, 사람이 느끼게 되는 로봇에 의한 저항 반력을 최소화 시킴과 동시에 사용자 의도에 대한 로봇의 반응 민감도 향상을 위한 방법론이 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 단순히 착용자가 로봇에 가하는 힘을 측정하고 이를 토크로 환산하여 로봇의 관절을 구동시키는 것이 아니라, 이에 더하여 현재 로봇이 움직이고 있는 현상을 반영하여 수정된 입력으로 로봇의 관절을 구동함으로써 착용자가 움직이고자 하는 의도에 부합하여 부드럽게 로봇의 관절이 제어되도록 하는 개념이 필요하다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
이에 본 발명은 로봇에 의한 저항 반력을 최소화하여 부드러운 동작을 하기 위한 착용식 로봇의 구동제어방법 및 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
로봇 착용자의 보행 패턴에 따라 로봇의 목표 보행 패턴을 산출하는 보행 패턴 산출 단계;
상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘을 어드미턴스 모델에 대입하여 상기 힘에 따른 보행 패턴의 보정량을 산출하는 보정량 산출 단계; 및
상기 보행 패턴 산출 단계에서 산출된 목표 보행 패턴과 상기 보정량 산출 단계에서 산출된 보정량을 합산하여 보정 목표 보행 패턴을 생성하고, 상기 보정 목표 보행 패턴에 기반하여 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출하는 목표 토크 산출 단계;
를 포함하는 착용식 로봇의 구동 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보행 패턴은 스윙하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보행 패턴 산출 단계는, 스윙하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 기반으로 그 다음 스윙하여야 하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 상기 로봇의 목표 보행 패턴으로 산출하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 보정량 산출 단계는, 식
Figure pat00001
에 의해 보정량을 산출하는 단계일 수 있다. 이 식에서 F는 상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘이고,
Figure pat00002
는 가상 어드미턴스 모델을 통해 도출되는 스윙하는 다리의 이동 속도 보정량이며, Xref는 스윙하는 다리의 이동 거리 보정량이고, m, c 및 k는 각각 가상 어드미턴스 모델의 관성 목표 파라미터, 댐핑 목표 파라미터 및 강성 목표 파라미터이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 목표 토크 산출 단계는, 상기 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 최적 제어 기법을 통해 도출된 최적 제어 이득을 적용하여 상기 목표 토크를 산출할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
로봇 착용자의 보행 패턴을 산출하는 착용자 보행 패턴 산출부;
상기 로봇 착용자의 보행 패턴에 따라 그 다음 스윙하여야 하는 다리의 목표 보행 패턴을 산출하는 로봇 목표 보행 패턴 산출부;
상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘을 어드미턴스 모델에 대입하여 상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘에 따른 보행 패턴의 보정량을 산출하는 가상 어드미턴스 모델부; 및
상기 로봇 목표 보행 패턴과 상기 보정량을 합산한 보정 목표 보행 패턴에 기반하여 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출하는 제어부;
를 포함하는 착용식 로봇의 구동 제어 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 로봇 착용자의 보행 패턴은 스윙하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 로봇 목표 보행 패턴 산출부는, 상기 로봇의 스윙하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 기반으로 그 다음 스윙하여야 하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 상기 목표 보행 패턴으로 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가상 어드미턴스 모델부는, 식
Figure pat00003
에 의해 보정량을 산출할 수 있다. 이 식에서 F는 상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘이고,
Figure pat00004
는 가상 어드미턴스 모델을 통해 도출되는 스윙하는 다리의 이동 속도 보정량이며, Xref는 스윙하는 다리의 이동 거리 보정량이고, m, c 및 k는 각각 가상 어드미턴스 모델의 관성 목표 파라미터, 댐핑 목표 파라미터 및 강성 목표 파라미터이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어부는, 상기 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 최적 제어 기법을 통해 도출된 최적 제어 이득을 적용하여 상기 목표 토크를 산출할 수 있다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 갖는 착용식 로봇의 구동 제어 방법 및 시스템은, 착용자가 로봇에 가하는 힘을 측정하여 착용자-로봇 간의 상호력에 따라 가상의 어드미턴스 모델을 적용하여 보행 궤적을 가변시키는 로봇 구동 토크를 생성할 수 있다.
그에 따라, 상기 착용식 로봇의 구동 제어 방법 및 시스템은, 로봇 착용자가 스윙 동작을 함에 있어서, 착용자의 보행 패턴을 통해 로봇의 동작을 결정하여 착용자의 자연스러운 보행을 도와줄 뿐만 아니라, 착용자가 의도한 힘의 크기에 따라 가변적으로 보행 궤적을 변경함으로써 사람-로봇의 상호 작용에 더욱 효과적으로 부하를 저감시켜줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 방법을 도시한 흐름도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 시스템 및 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 시스템은, 로봇 구동 관절의 회전각에 따라 로봇 착용자의 보행 패턴을 산출하는 착용자 보행 패턴 산출부(21)와, 착용자 보행 패턴 산출부(21)에서 산출된 보행 패턴에 따라 로봇의 목표 보행 패턴을 산출하는 로봇 목표 보행 패턴 산출부(23)와, 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘을 어드미턴스 모델에 대입하여 로봇에 가해진 힘에 따른 보행 패턴의 보정량을 산출하는 가상 어드미턴스 모델부(25)와, 목표 보행 패턴과 보정량을 합산한 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 따라 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 제공하는 제어부(31)를 포함하여 구성될 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시형태는, 착용식 로봇의 각 관절의 회전각을 검출하고, 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘을 검출하는 센싱부(10)를 더 포함할 수 있다. 센싱부(10)는 착용식 로봇의 각 관절에 부착된 회전각 측정기와 착용식 로봇의 관절 등 다양한 위치에 부착되어 로봇의 힘을 측정할 수 있는 센서를 모두 포함하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.
착용자 보행 패턴 산출부(21)는 로봇 구동 관절의 회전각에 따라 로봇 착용자의 보행 패턴을 산출할 수 있다. 더욱 상세하게, 착용자 보행 패턴 산출부(21)는 로봇 구동 관절에 설치된 회전형 구동기(예를 들어, 모터)에 의해 회전하는 로봇 구동 관절의 회전각을 측정한 결과에 따라 직교 좌표 상에서 착용식 로봇의 이동 방향에 따른 이동 거리 및 이동 속도를 산출함으로써 로봇 착용자의 보행 패턴을 산출할 수 있다. 로봇 착용자의 보행 패턴은 대부분 전후 이동으로 이루어질 수 있으므로 직교 좌표 상에서 착용식 로봇의 이동 방향은 x축으로 설정될 수 있다.
로봇 목표 보행 패턴 산출부(23)는 착용자 보행 패턴 산출부(21)에서 산출된 보행 패턴에 따라 로봇의 다음 스윙 동작에 대한 보행 패턴을 생성할 수 있다.
가상 어드미턴스 모델(25)은 센싱부(10)에서 검출된 로봇 착용자가 가하는 힘을 가상의 어드미턴스 모델에 대입하여 힘에 따른 보행 패턴의 보정량을 산출할 수 있다.
제어부(31)는 로봇 목표 보행 패턴 산출부(23)에서 산출된 보행 패턴과 가상 어드미턴스 모델(25)에서 산출된 보행패턴의 보정량을 합산한 보정 보행 패턴에 따라 착용식 로봇의 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출할 수 있다. 제어부(31)의 목표 토크 산출에는 보정 보행 패턴과 실제 로봇의 보행 패턴의 차이에 최적제어 이득이 적용될 수 있다.
구동부(33)는 제어부(31)에서 산출된 목표 토크에 따라 착용식 로봇의 구동 관절을 구동한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 방법에 대한 상세한 설명을 통해 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 시스템의 작용 및 효과가 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 방법은, 로봇 착용자의 보행 패턴에 따라 로봇의 목표 보행 패턴을 산출하는 보행 패턴 산출 단계(S11)와, 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘을 어드미턴스 모델에 대입하여 착용자가 로봇에 가하는 힘에 따른 보행 패턴의 보정량을 산출하는 보정량 산출 단계(S13)와, 보행 패턴 산출 단계(S11)에서 산출된 목표 보행 패턴과 보정량 산출 단계(S13)에서 산출된 보정량을 합산하여 보정 목표 보행 패턴을 생성하고, 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 따라 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출하는 목표 토크 산출 단계(S15)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 구성에 더하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 착용식 로봇의 구동 제어 방법은 목표 토크 산출 단계(S15)에서 산출된 목표 토크에 따라 로봇 구동 관절을 구동하는 관절 구동 단계(S17)을 더 포함할 수 있다.
보행 패턴 산출 단계(S11)는 센싱부(10)에서 검출된 로봇 관절의 회전량을 제공받아 착용자 보행 패턴 산출부(21)가 로봇 착용자의 보행 패턴을 산출하고, 로봇 착용자의 보행 패턴에 기반하여 로봇 목표 보행 패턴 산출부(23)가 로봇을 구동하여 생성하고자 하는 보행 패턴에 대응되는 로봇의 목표 보행 패턴을 산출하는 단계이다.
착용자 보행 패턴 산출부(21)와 로봇 목표 보행 패턴 산출부(23)에서 산출되는 보행 패턴은, 보행 방향, 보행 거리 및 보행 속도를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 보행 패턴은 스윙하는 다리의 진행 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 포함할 수 있다.
예를 들어, 착용자 보행 패턴 산출부(21)에서 산출되는 보행 패턴은 다음의 식 1과 같이 산출될 수 있다.
[식 1]
Figure pat00005
상기 식 1에서, Xstride는 다리의 스윙에 의해 이동한 거리이고, Xsupport _leg는 지지하는 다리의 위치이고, Xswing _leg는 스윙한 다리의 위치이다.
Figure pat00006
는 스윙하는 다리의 스윙 시간(Δt) 동안의 속도이다. 진행 방향은 직교 좌표 상의 x-축을 따라 이동하는 것으로 볼 수 있다.
식 1과 같이 착용자 보행 패턴 산출부(21)에서 산출된 착용자 보행 패턴에 따라 로봇 목표 보행 패턴 산출부(23)는 그 다음 스윙하는 다리에 대한 목표 보행 패턴을 다음의 식 2와 같이 산출할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00007
상기 식 2에서 Xd,swing은 다음 스윙하는 다리의 목표 이동 거리를 나타내며,
Figure pat00008
은 다음 스윙하는 다리의 목표 속도를 나타낸다.
식 2와 같이, 로봇 목표 보행 패턴 산출부(23)는 식 1에 의해 산출된 사용자 보행 패턴을 기반으로 다음 스윙하는 다리의 목표 이동거리 및 속도를 산출할 수 있다.
이어, 보정량 산출 단계(S13)에서는 가상 어드미턴스 모델부(25)가 센싱부(10)에서 검출된 로봇 착용자가 가하는 힘을 이용하여 보행 패턴의 보정량을 산출할 수 있다. 가상 어드미턴스 모델부(25)에서 연산되는 보정량은 다음의 식 3과 같이 산출될 수 있다.
[식 3]
Figure pat00009
상기 식 3에서, F는 로봇 착용자가 가하는 힘이며,
Figure pat00010
는 어드미턴스 모델을 통해 도출되는 스윙하는 다리의 이동 속도 보정량을 나타내며, 이 값을 적분함으로써 스윙하는 다리의 보정 이동거리인 Xref가 산출될 수 있다. 또한, 식 3에서 m, c 및 k은 각각 가상 어드미턴스 모델의 관성 목표 파라미터, 댐핑 목표 파라미터 및 강성 목표 파라미터로서 사전 적절하게 결정될 수 있다.
이어, 목표 토크 산출 단계(S15)에서, 보행 패턴 산출 단계(S11)에서 산출된 목표 보행 패턴과 보정량 산출 단계(S13)에서 산출된 보정량을 합산한 보정 목표 보행 패턴을 생성하고, 제어부(31)는 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 따라 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출할 수 있다.
보행 패턴 산출 단계(S11)에서 산출된 목표 보행 패턴과 보정량 산출 단계(S13)에서 산출된 보정량을 합산은 단순한 가산기에 의해 실행될 수 있으며, 그 값은 다음의 식 4와 같이 나타난다.
[식 4]
Figure pat00011
식 4에서,
Figure pat00012
는 보정 목표 이동 속도고, Xd,new는 보정 목표 이동 거리이다.
제어부(31)는 상기 로봇 목표 보행 패턴과 상기 보정량을 합산한 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 따라 상기 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출한다. 더욱 상세하게는, 제어부(31)가 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 이득을 곱하여 목표 힘을 산출하고, 목표 힘을 자코비안 트랜스포즈를 이용하여 로봇의 각 관절에 가해지는 목표토크로 환산할 수 있다. 즉, 단계(S11) 내지 단계(S15)를 통해 산출된 보행 패턴은 이동 방향(직교 좌표계의 x축 방향)으로의 이동 거리, 이동 속도 및 힘에 기반한 것이다. 따라서, 보정 목표 보행 패턴을 이용하여 산출되는 목표값도 이동 방향으로의 목표 힘이 된다. 따라서, 제어부(31)는 이동 방향으로의 보정 목표 이동 거리 및 보정 목표 이동 속도를 이용하여 목표 힘을 먼저 산출할 수 있으며, 이를 자코비안 트랜스포즈로 환산하여 로봇의 각 관절의 구동에 필요한 목표 토크로 환산할 수 있다.
여기서, 자코비안 트랜스포즈는 하나의 끝단에 작용되는 힘을 키네마틱스를 이용하여 각 관절에서 작용되는 토크로 환산하는 행렬로서 학술적으로 이미 공지된 방법인 바, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
목표 토크 산출 단계(S15)에서 제어부(31)의 동작은 다음의 식 5로 표현될 수 있다.
[식 5]
Figure pat00013
상기 식 5에서, FVSD,x는 보정 목표 보행 패턴에 따라 결정된 목표 힘이고, Kp, Kd는 이득이며, X,
Figure pat00014
는 실제 로봇 관절 구동에 의해 구현된 실제 보행 패턴, 즉 이동 거리 및 속도이다. 이득 Kp, Kd는 당 기술분야의 공지 기술인 최적 제어 기법을 통해 도출된 최적 제어 이득이 될 수 있다.
제어부(31)에서 산출된 로봇의 각 관절별 목표 토크는 구동부(모터)(33)로 전달되어 해당 목표 토크를 구현하도록 구동부(33)가 구동될 수 있다(S17).
이와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 착용자가 로봇에 가하는 힘을 측정하여 착용자-로봇 간의 상호력에 따라 가상의 어드미턴스 모델을 적용하여 보행 궤적을 가변시키는 로봇 구동 토크를 생성한다. 그에 따라, 로봇 착용자가 스윙 동작을 함에 있어서, 착용자의 보행 패턴을 통해 로봇의 동작을 결정하여 착용자의 자연스러운 보행을 도와줄 뿐만 아니라, 착용자가 의도한 힘의 크기에 따라 가변적으로 보행 궤적을 변경함으로써 사람-로봇의 상호 작용에 더욱 효과적으로 부하를 저감시켜줄 수 있다.
본 발명은 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 센싱부 21: 착용자 보행 패턴 산출부
23: 로봇 목표 보행 패턴 산출부 25: 가상 어드미턴스 모델부
31: 제어부 33: 구동부

Claims (10)

  1. 로봇 착용자의 보행 패턴에 따라 로봇의 목표 보행 패턴을 산출하는 보행 패턴 산출 단계;
    상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘을 어드미턴스 모델에 대입하여 상기 힘에 따른 보행 패턴의 보정량을 산출하는 보정량 산출 단계; 및
    상기 보행 패턴 산출 단계에서 산출된 목표 보행 패턴과 상기 보정량 산출 단계에서 산출된 보정량을 합산하여 보정 목표 보행 패턴을 생성하고, 상기 보정 목표 보행 패턴에 기반하여 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출하는 목표 토크 산출 단계;
    를 포함하는 착용식 로봇의 구동 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보행 패턴은 스윙하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 구동 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 보행 패턴 산출 단계는, 스윙하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 기반으로 그 다음 스윙하여야 하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 상기 로봇의 목표 보행 패턴으로 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 구동 제어 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정량 산출 단계는,
    식
    Figure pat00015
    에 의해 보정량을 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 구동 제어 방법(F: 상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘,
    Figure pat00016
    : 가상 어드미턴스 모델을 통해 도출되는 스윙하는 다리의 이동 속도 보정량, Xref: 스윙하는 다리의 이동 거리 보정량, m, c 및 k: 각각 가상 어드미턴스 모델의 관성 목표 파라미터, 댐핑 목표 파라미터 및 강성 목표 파라미터).
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 목표 토크 산출 단계는, 상기 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 최적 제어 기법을 통해 도출된 최적 제어 이득을 적용하여 상기 목표 토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 구동 제어 방법.
  6. 로봇 착용자의 보행 패턴을 산출하는 착용자 보행 패턴 산출부;
    상기 로봇 착용자의 보행 패턴에 따라 그 다음 스윙하여야 하는 다리의 목표 보행 패턴을 산출하는 로봇 목표 보행 패턴 산출부;
    상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘을 어드미턴스 모델에 대입하여 상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘에 따른 보행 패턴의 보정량을 산출하는 가상 어드미턴스 모델부; 및
    상기 로봇 목표 보행 패턴과 상기 보정량을 합산한 보정 목표 보행 패턴에 기반하여 로봇 구동 관절을 구동하기 위한 목표 토크를 산출하는 제어부;
    를 포함하는 착용식 로봇의 구동 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 로봇 착용자의 보행 패턴은 스윙하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 구동 제어 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 로봇 목표 보행 패턴 산출부는,
    상기 로봇의 스윙하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 기반으로 그 다음 스윙하여야 하는 다리의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도를 상기 목표 보행 패턴으로 산출하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 구동 제어 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 가상 어드미턴스 모델부는,
    식
    Figure pat00017
    에 의해 보정량을 산출하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 구동 제어 시스템(F: 상기 로봇 착용자가 로봇에 가하는 힘,
    Figure pat00018
    : 가상 어드미턴스 모델을 통해 도출되는 스윙하는 다리의 이동 속도 보정량, Xref: 스윙하는 다리의 이동 거리 보정량, m, c 및 k: 각각 가상 어드미턴스 모델의 관성 목표 파라미터, 댐핑 목표 파라미터 및 강성 목표 파라미터).
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 보정 목표 보행 패턴과 실제 보행 패턴 사이의 차이에 최적 제어 기법을 통해 도출된 최적 제어 이득을 적용하여 상기 목표 토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 구동 제어 시스템.
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