로봇 충돌을 피하는 5가지 쉬운 방법(최후의 수단)

로봇이 작업 공간의 물체와 충돌하는 것을 어떻게 막을 수 있습니까? 삶을 힘들게 하지 않으면서 로봇 충돌을 피하는 방법은 다음과 같습니다.

RoboDK 포럼의 최근 질문은 로봇의 일반적인 문제를 강조했습니다. 사용자 Micronexx는 충돌을 피하는 방법을 물었습니다. RoboDK가 충돌 없는 경로를 자동으로 생성하는지 아니면 사용자가 수동으로 조정해야 하는지를 묻습니다.

이것은 처음 나타나는 것보다 더 복잡한 문제입니다. RoboDK에는 일부 자동 라우팅을 포함하여 충돌을 방지하는 데 도움이 되는 기능이 확실히 포함되어 있습니다. 그러나 로봇의 "충돌 회피"는 깊고 복잡한 주제입니다. 전체 연구 프로젝트는 궤적 계획 및 충돌 방지에 전념합니다. 이를 위해 고급 인공 지능 알고리즘도 개발되었습니다.

좋은 소식은 우리 대부분이 그렇게 복잡할 필요가 없다는 것입니다. 로봇이 물체와 충돌하는 것을 멈추는 더 쉬운 방법이 있습니다.

로봇 충돌을 피하는 5가지 쉬운 방법

일반적으로 간단하게 시작하는 것이 가장 좋습니다.

이것은 로봇 프로그래밍에서 문제를 해결하려고 할 때 좋은 경험 법칙입니다. 로봇이 고급 기능을 수행할 수 있지만 단순한 엔지니어링 솔루션이 가장 좋은 경우가 많습니다.

로봇이 물체와 충돌하는 것을 막는 5가지 간단한 방법이 있습니다.

1. 처음부터 적절한 작업 공간 계획

충돌은 작업 공간이 제대로 계획되지 않았을 때 가장 자주 발생합니다. 공간을 계획하여 로봇 통합을 시작해야 합니다. 종이에 스케치해 보세요.

로봇이 이동할 영역과 도달 범위를 벗어날 영역을 계획합니다. 로봇에 프로그래밍을 시작하기 전에 자신의 팔로 로봇의 동작 시퀀스를 '연출'해 보십시오. 이는 잠재적인 문제가 발생하기 전에 줄이는 데 매우 효과적인 방법이며 매우 빠르게 수행할 수 있습니다.

2. 잠재적인 장애물을 물리적으로 제거

충돌을 피하는 가장 좋은 방법은 로봇이 충돌하지 않도록 하는 것입니다. 이는 작업 공간에서 로봇의 경로를 방해할 수 있는 모든 것을 제거하는 것을 의미합니다.

작업 공간의 여러 영역 사이에 명확한 경로가 있는지 확인하십시오. 로봇이 한 위치에서 물체를 집어 다른 위치에서 조립하는 경우 이 두 위치 사이의 작업 공간에서 모든 것을 제거하십시오.

이것은 당연해 보이지만 오프라인 프로그래밍을 사용할 때 잊어버리기 쉽습니다. 예를 들어 로봇 작업 공간의 기둥을 보고 "괜찮습니다. 로봇 프로그램에서는 그냥 피하겠습니다.” 그러나 기둥이 존재하지 않는 시뮬레이션 환경에서 프로그래밍하기 때문에 기둥을 잊어버리고 로봇이 기둥을 통과하도록 프로그래밍합니다.

3. 실제 세계와 시뮬레이션 일치

실제 세계와 RoboDK 내의 시뮬레이션은 가능한 한 가깝게 일치해야 합니다. 두 가지 방법으로 이를 달성할 수 있습니다.

1. 시뮬레이션 내에서 실제 작업 공간의 정확한 모델 만들기 — 여기에는 모든 물체의 정확한 위치를 측정하고 소프트웨어에서 모델링하는 작업이 포함됩니다. 시간이 많이 소요될 수 있으며 시뮬레이션의 정확성에 더 많이 의존할수록 오류의 여지가 줄어듭니다.
2. 시뮬레이션에 없는 실제 세계의 개체 제거 — 여기에는 개체를 제거하여 실제 작업 공간을 단순화하는 작업이 포함됩니다.

실제로 가장 좋은 옵션은 이들의 조합입니다. 실제 작업 공간에서 불필요한 개체를 모두 제거하고 필요한 모든 개체를 시뮬레이션에 추가합니다.

4. 프로그래밍 대상 수동 조정

복잡한 충돌 회피 알고리즘을 사용하기 전에 로봇의 움직임을 직접 조정해 보십시오. 대부분의 애플리케이션에서 RoboDK 내에서 대상을 수동으로 이동하는 것은 빠르고 효과적이며 강력한 솔루션입니다.

예를 들어 로봇이 관절 이동 명령 중에 물체와 충돌하는 경우 물체를 피하기 위해 몇 개의 웨이포인트를 추가하기만 하면 됩니다. 또는 더 나은 방법으로 개체가 처음부터 작업 공간에 정말로 있어야 하는지 물어보십시오.

충돌을 크게 줄일 수 있는 한 가지 방법은 각 동작이 "이동" 동작인지 "작동" 동작인지를 결정하는 것입니다. 장애물이 없는 여유 공간에서만 이동 동작을 수행하십시오. 그런 다음 작업에서 약간 떨어진 거리(일명 "접근 거리")에서 멈추고 작업 이동을 수행하기 전에 작업으로 조심스럽게 이동합니다.

5. 가공 마법사의 새로운 기능 사용

로봇 가공은 자동화된 궤적 계획이 필요한 작업 중 하나입니다. RoboDK를 사용하면 내장된 가공 마법사를 사용하여 가공 경로를 쉽게 생성할 수 있습니다.

대부분의 경우 위의 조언을 따랐다면 충돌이 일어나지 않을 것입니다. 그러나 최신 버전의 RoboDK에 추가된 가공 작업 중 충돌을 자동으로 방지하는 옵션이 있습니다. 이 새로운 기능을 사용하는 방법을 설명하는 포럼에서 Albert의 답변을 읽어보세요.

이 기능은 도구의 z축을 중심으로 로봇을 자동으로 회전시켜 충돌을 방지합니다. 결과적으로 모든 충돌을 피할 수는 없지만 가공 마법사의 견고성은 향상됩니다.

최후의 수단:고급 모션 플래너 사용

위의 모든 단계를 거쳤고 여전히 자율 충돌 방지가 필요하다고 결정했다면 "큰 총"을 터트릴 때입니다. 즉, 타사 모션 계획 알고리즘을 사용하여 로봇 궤적을 생성합니다.

충돌을 자동으로 감지하고 피하는 수많은 궤적 플래너가 있습니다. 그러나 대부분의 초기 연구 프로그램은 결과적으로 매우 신뢰할 수 없습니다. 또한 대부분은 2차원으로만 움직이는 모바일 로봇용으로 설계되었습니다.

그러나 산업용 로봇 조작기를 위해 작동하는 몇 가지 괜찮은 궤적 플래너가 있습니다. 주의하십시오. 사용하려면 심각한 프로그래밍을 해야 합니다.

1. 무브잇! — 이동! 로봇 조작을 위해 가장 개발된 그래픽 모션 플래너 중 하나입니다. OMPL 프레임워크를 사용하며 쉬운(ish) 그래픽 인터페이스를 제공합니다. ROS에 통합되어 있습니다. ROS에 이미 익숙하다면 좋은 선택이 될 수 있습니다. 그렇지 않은 경우 학습 곡선이 상당히 길어질 수 있습니다.
2. 모션 계획 라이브러리 열기 (OMPL) — MoveIt 없이 OMPL만 사용 가능합니다! C++로 라이브러리를 제공하고 Python 바인딩도 있습니다. 적절한 양의 문서가 있지만 라이브러리에 많은 기능이 있으므로 학습 곡선이 필요합니다.
3. 거품 — RoboDK의 CEO Albert Nubiola가 추천하는 작은 라이브러리입니다. PRM(Probabilistic Roadmap Algorithm)을 사용하는 매니퓰레이터용 독립형 모션 플래너입니다. C++로 작성되었으며 문서가 거의 없습니다. 그러나 프로그래밍 마법사이고 도전할 준비가 되어 있다면 MoveIt을 사용하는 데 있어 훨씬 덜 부풀려진 솔루션을 제공할 수 있습니다.

일반적으로 더 쉬운 방법 중 하나를 사용하여 충돌을 피하는 것이 좋습니다. 그러나 고급 알고리즘을 사용해야 하는 경우 충돌 방지가 매력적인 주제입니다.

어떤 충돌이 로봇 애플리케이션에 문제를 일으켰습니까? 아래 댓글로 알려주거나 LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram 또는 RoboDK 포럼에서 토론에 참여하세요.