Whole-Body Optimal Posture Control of Radial-Type Quadruped Robot based on Ground Slope Estimation

산업 현장, 재난 환경 같은 위험한 환경에서 사람을 대체하기 위해 4족 보행 로봇들이 활발히 연구되고 있다. 하지만, 여전히 배터리 용량 문제가 존재하여 이를 모터 토크 최적화로 완화하는 노력을 하고 있다. 본 논문에서는 모터 토크 최적화 방법으로 지면 경사에 따른 방사형 4족 로봇의 전신 최적 자세 제어를 제안한다. 제어 전략은 3가지 단계로 구분된다. 1) IMU와 다리 기구학 정보로 지면의 경사를 추정한다. 2) 추정된 지면 경사를 기반으로, 관절 토크 제곱 합 최소화 최적 자세를 생성한다. 3) 중심 역학 기반 quadratic programming(QP)을 이용해 자세를 유지하기 위한 발끝 힘을 계산하여 whole-body control(WBC)을 통해 목표 발끝 힘과 관절 자세를 유지한다. 최종적으로, 자체 개발한 방사형 4족 로봇인 STQuad를 이용하여 시뮬레이션에서 제안한 전략이 지면 경사에 따른 최적 자세임을 검증하였다.