《인민경제의 현대화, 정보화실현의 전략적목표는 모든 생산공정을 자동화, 지능화하고 공장, 기업소들을 무인화하는것입니다.》
바퀴식이동로보트의 항행에서는 주어진 목표궤도에 따르는 구동바퀴들의 운동법칙을 정확히 구하는 문제 즉 역운동학문제가 중요하게 제기된다. 선행연구들에서는 이동로보트의 역운동학문제가 충분히 론의되지 못하고 일반적인 속도조종방법으로 이동로보트의 항행문제를 취급하였다. 우리는 신경망을 리용하여 이동로보트의 역운동학문제풀이를 진행함으로써 이동로보트항행의 정확성을 보다 높은 수준에서 실현하였다.
차동구동방식이동로보트에서 자리표계들사이의 관계를 그림 1에 보여주었다.
그림1에서 Ox0y0은 기준자리표계(대역자리표계), Orxryr는 로보트본체에 설치된 로보트자리표계(국부자리표계)이다. 기준자리표계에서 로보트자리표계의 원점의 동차자리표벡토르를 pr=[xr, yr, 0, 1]T, 로보트자리표계의 방위를 θ라고 하자.
이동로보트의 조종을 위해서는 본체의 희망하는 이동경로 즉 목표자세 qd=[xd, yd, θd]T가 주어진 경우 그에 해당하는 좌우량쪽바퀴들의 희망하는 회전각들을 결정하여 조종체계에 목표궤도로 제시해주어야 한다.
이동로보트본체의 목표자세 qd=[xd, yd, θd]T에 해당하는 좌우량쪽바퀴들의 목표회전각들을 결정하는 문제를 이동로보트의 역운동학(Inverse Kinematics)문제라고 부른다.
우리는 신경망을 리용하여 이동로보트의 역운동학풀이를 구하기 위하여 대상의 역체계를 구축하는데 효과적인 특수화학습방법을 적용하였다.(그림 2)
신경망은 로보트의 목표자세를 입력자료로 하여 그에 해당한 로보트의 왼쪽, 오른쪽바퀴속도를 출력한다. 그림에서 야꼬비안은 이동로보트의 자세오차를 좌우량쪽바퀴회전각들의 오차로 변환하는 기능을 수행한다.
이동로보트의 역운동학풀이를 위한 신경망으로서 한개의 숨은층을 가진 BP신경망을 리용하였다.(그림 3)
제안방법의 효과성을 검증하기 위하여 이동로보트의 초기자세를 P0=[0, 0, 0]T라고 하고 목표자세의 변화법칙을 라선형으로 주고 신경망을 리용한 역운동학풀이에 의하여 구한 회전각변화법칙에 따라 좌우량쪽바퀴를 운동시키는 경우의 목표자세추종과정을 MATLAB를 리용하여 모의하였다.
모의결과는 우리가 제안한 방법이 차동구동방식이동로보트가 주어진 목표자세를 따라 정확히 운동하도록 좌우량쪽바퀴의 목표회전각을 결정하는 효과적인 방법이라는것을 보여주었다.
