Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

The Korea Institute of Information and Commucation Engineering (한국정보통신학회)
권호 표지

An Algorithm for Collision Avoidance of Two-Arm Robot Manipulator Using Redundancy

여유 자유도를 이용한 두 팔 로봇 매니퓰레이터의 충돌 회피 알고리즘

  • 이석원 (우송대학교 컴퓨터전자정보공학부) ;
  • 남윤석 (한국산업기술대학교 제어계측공학과)
  • Published : 2003.10.01
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Abstract

An algorithm is suggested for collision avoidance of two-arm robot manipulator using redundancy. End-effectors of each redundant arm should move along each prescribed straight path to complete the given task, while avoiding collision with each other. Self-motion, considered as motion of each axis not to change the position and orientation of end-effector, is utilized in order to solve this problem. At each sampling time, self-motion is executed with the view to making farther between the links of each arm. Simulation results for two-arm robot manipulator, which has 9-d.o.f. respectively, are illustrated to show the performance of the algorithm.

본 논문에서는 여유 자유도를 이용한 두 팔 로봇 매니퓰레이터의 충돌 회피 알고리즘을 제안한다. 여유 자유도를 갖는 각 로봇 팔의 엔드-이펙터는 서로의 충돌을 회피하면서 주어진 작업을 수행하기 위하여 각각 미리 정의된 직선 경로를 따라 이동해야 한다. 이 문제를 풀기 위해서 엔드-이펙터의 위치와 방향을 변화시키지 않는 각 축의 동작인 자체동작을 이용한다. 매 샘플링 시간마다 각 팔의 링크들이 서로 멀어지는 방향으로 자체 동작을 수행함으로써 엔드-이펙터가 주어진 작업도 성공적으로 수행하고, 동시에 서로의 충돌도 회피할 수 있다. 제안한 알고리즘의 성능을 분석하기 위하여 각각 9자유도의 팔을 갖는 두 팔 로봇 매니퓰레이터에 대한 모의실험을 수행하고 그 결과를 제시한다.

Keywords

References

  1. T. Yoshikawa, 'Analysis and control of robot manipulators with redundancy', Proc. 1st Int. Symp. of Robotics Research, pp.735-748, 1984
  2. S. Seereeram and J. T. Wen, 'A global approach to path planning for redundant manipulators', IEEE Trans. on R&A, Vol. 11, No. 1, pp.152-160, 1995
  3. C. L. Luck and S. Lee, 'Global path planning of redundant manipulators based on self-motion topology', Proc. IEEE Int. Cant. on R&A, pp.372-377, 1994
  4. Y. Nakamura, 'Advanced Robotics: Redundancy and Optimization', Addison-Wesley Publishing Co., 1991
  5. A. A. Maciejewski and C. A. Klein, ‘Obstacle avoidance for kinematically redundant manipulators in dynamically varying environments’, Int. J. Robotics Res., Vol. 4, No.3, pp.109-117, 1985 https://doi.org/10.1177/027836498500400308
  6. Y. Nakamura and H. Hanafusa, ‘Task priority based redundancy control of robot manipulators’, Int. J. Robotics Res., Vol. 6, No. 2, pp.3-15, 1987 https://doi.org/10.1177/027836498700600201
  7. T. Lozano-Perez, 'A simple motion-planning algorithm for general robot manipulators', IEEE Trans. on R&A, Vol. RA-3, No. 3, pp.224-238, 1987
  8. J. Guldner and V.I. Utkin, 'Sliding mode control for gradient tracking and robot navigation using artificial potential Fields', IEEE Trans. on R&A, Vol. 11, No. 2, pp.247-254, 1995
  9. B. H. Lee and C.S.G. Lee, 'Collision-free motion planning of two robots', IEEE Trans. on SMC, Vol. 17, No. 1, pp.21-32, 1987
  10. K. G. Shin and Q. Zheng, 'Minimum-time collision-free trajectory planning for dual-robot systems', IEEE Trans. on R&A, Vol. 8, No. 5, pp.641-644, 1992
  11. Y. Shin and Z. Bien, 'Collision-free trajectory planning for two robot arms', Robotica, Vol. 7, pp.205-212, 1989 https://doi.org/10.1017/S0263574700006068