본 기술은 광각 카메라의 왜곡 영상을 큐브맵으로 투영한 후, 특정 시점(정면 및 바닥)의 영상을 크롭하고 투영 변환하여 특징점 기반의 위치 추정(SLAM) 정확도를 높이는 영상 처리 알고리즘입니다.
카메라 기반 SLAM 사용 시, 조도 변화에 따른 노이즈나 왜곡 현상으로 인해 시간이 지날수록 위치 추정 오차가 누적되어 맵의 정확도가 떨어지는 문제입니다.
본 기술은 왜곡 영상을 큐브맵으로 변환하고, 바닥면 등 특정 영역을 사다리꼴 형태 등으로 크롭하여 투영 변환(Perspective Transform)을 수행함으로써 왜곡을 보정하고 특징점의 일관성을 확보하여 위치 추정 정확도 향상입니다.
본 기술은 부비동 수술을 위한 다관절 로봇 시스템으로서, 5자유도 로봇암 구조의 동작부가 굴곡형 내시경 유닛을 이송 및 지지하고, 내부 와이어 구동 메커니즘을 통해 내시경의 선단 굴절부 각도를 제어함으로써 수술 영역의 시야 확보 및 고정을 자동화합니다.
기존 강직형 내시경의 사각지대 발생 및 굴곡형 내시경의 굴곡 각도 제한과 고정 불가 문제로 인해 시술자가 수동으로 위치를 조절하며 수술 도구를 조작해야 하는 작업적 어려움이 있습니다.
본 기술은 5자유도 기반의 동작부(수직/수평 이동 및 회전)를 통해 내시경을 원하는 위치에 정밀하게 배치 및 고정하고, 볼스크류 기반의 전후진 수단과 와이어 구동 방식을 적용하여 내시경 선단의 굴절각을 능동적으로 제어하는 자동화 시스템을 구축합니다. 부비동 수술과 내시경 시술, 의료 자동화에 적용될 수 있어 내시경 위치와 굴절 각도를 자동 제어해 수술 시야와 정밀도를 높입니다.
본 기술은 베이스와 플랫폼 사이를 4개의 능동병진링크와 1개의 수동병진링크로 연결하여 구성된 4 자유도 병렬기구 메커니즘입니다. 수동병진링크가 2개 방향의 병진운동을 구속하고, 4개의 능동병진링크를 비대칭 배치하여 특이 현상을 방지함으로써, 3개의 회전 자유도와 1개의 병진 자유도를 구현합니다.
기존 직렬 로봇의 누적 오차 문제와 6 자유도 병렬기구의 과도한 자유도 및 구조적 복잡성으로 인한 비효율성. 특히 바늘 삽입 시 필요한 4 자유도(3 회전, 1 병진)를 구현하는 과정에서 발생하는 특이 현상(Singularity)으로 인한 제어 불안정성입니다.
본 기술은 1개의 수동병진링크로 2개 방향 병진 자유도를 구속하고, 4개의 능동병진링크를 비대칭적으로 배치하여 특이 현상을 방지합니다. 구동기에 의한 4개의 능동병진링크의 독립적 및 동시 제어를 통해 바늘의 위치와 삽입 운동을 정밀하게 수행합니다. 정밀 수술 로봇과 바늘 삽입 시술, 의료 자동화에 적용될 수 있어 특이 현상을 방지해 병렬 조작기의 제어 안정성을 확보합니다.
본 발명은 산업자원부의 2008 고효율 전동기 시스템 최적화 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 카테터 끝단에 부착되는 마이크로 로봇으로, 가요성 베이스부의 중심샤프트에 회전 가능하게 결합된 드릴부와 선단의 헤드부로 구성됩니다. 외부 회전 자기장에 의해 드릴부가 회전하여 추력을 발생(드릴링)하고, 외부 조향 자기장에 의해 헤드부가 벤딩되어 방향을 제어(조향)하는 독립적 구동 메커니즘을 가집니다.
종래 기술은 자기 토크로 와이어 전체를 굽히는 방식을 사용하여 끝단 자성체 크기가 크고 높은 세기의 자기장(예: 800mT)이 필요하며, 이로 인해 카테터 직경 소형화에 한계가 있고 시술 시간이 길어 환자의 방사선 피폭 위험이 큼입니다.
본 기술은 유연한 재질의 베이스부와 중심샤프트를 도입하여 10~20mT 수준의 저자기장으로도 효율적인 벤딩이 가능하도록 설계합니다. 드릴부와 헤드부에 각각 별도의 자성체를 구비하여 드릴링과 조향 기능을 독립적으로 분리 제어함으로써 소형화 및 시술 효율성을 확보합니다. 수술 로봇과 중재시술 시스템, 의료 자동화에 적용될 수 있어 비교적 작은 자성 재료 및 얇은 카테터를 갖는 카테터 부가형 마이크로로봇을 제공함으로써 동맥경화 치료의 효율을 개선합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 심근경색 중 만성완전폐색병변 치료용 마이크로의료로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 인공 포텐셜 필드 기법의 로컬 미니멈 문제와 채터링 현상을 극복하기 위해, 장애물과 로봇 간의 거리 및 상대 각도에 기반한 가변적 스위칭 신호를 생성하고, 이를 척력 및 인력 벡터와 결합하여 모바일 로봇의 통합 속도 벡터를 실시간 제어하는 시스템입니다.
기존 포텐셜 필드 기반 장애물 회피 시 로컬 미니멈에 빠지거나, 장애물 근접 시 제어 입력의 진동(채터링/오실레이션)이 발생하여 회피 효율이 저하되고 시간이 지연되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 장애물의 형상에 따라 제1(원형), 제2(보완용), 제3(비원형) 스위칭 신호를 산출하고, 이를 벡터 연산부에서 도출된 척력 벡터 및 인력 벡터와 융합하여 로봇의 통합 속도 벡터를 산출함으로써 경로를 실시간 최적화하는 제어 시스템 및 방법입니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 로컬 최소, 발진, 및 채터링과 같은 문제를 해결함으로써 이동 로봇에서 장애물 회피의 효율성 및 신뢰성을 개선합니다.
본 발명은 미래창조과학부의 신재생에너지 지능형로봇 융합기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 영상에서 추출한 포인트 피처와 라인 피처를 결합한 '포인트-라인 피처'를 정의하고, 배니싱 포인트 기반의 라인 그룹핑 및 리프로젝션 오차 최소화 연산을 슬라이딩 윈도우 기반 SLAM 최적화 프로세스에 적용하여 위치 추정 정확도와 맵 생성의 견고성을 확보하는 메커니즘입니다.
기존 포인트 또는 라인 피처 단독 기반의 SLAM 기술은 환경 변화나 특정 기하학적 구조(순수 회전 등)에서 위치 추정 및 맵 생성의 오차가 발생하며, 최적화 과정에서 국소 최적해(local minima)에 빠져 수렴 속도와 정확도가 저하되는 기술적 한계가 있습니다.
본 기술은 영상 내 에지 변화점으로부터 포인트 피처를, 복수의 에지로부터 스타트/엔드 포인트를 포함한 라인 피처를 각각 추출하고, 대상 포인트 피처와 가장 근접한 라인 피처를 결합하여 포인트-라인 피처를 생성합니다. 이를 활용해 리프로젝션 포인트와 라인 사이의 거리를 최소화하는 최적화를 수행하며, 동일한 배니싱 포인트를 가진 라인들을 그룹핑하여 최적화 연산에 반영함으로써 정확도를 향상시킴입니다.
본 기술은 레일 기반의 자동 이동체(AGV)를 이용하여 화분을 실내외로 이송하는 시스템으로서, 토양 상태 센서와 외부 대기 센서의 데이터를 결합하고 작물별 생육 DB와 기상 예측 데이터를 분석하여 최적의 이송 계획을 수립하고, 점검 필요 시 긴급 이송을 수행하는 군집 제어 및 관제 기술입니다.
기후 변화 및 자연 재해로 인한 농작물 피해 발생, 스마트 팜 운영에 소요되는 고정적 에너지 낭비, 그리고 작물별 생육 특성 및 상태에 최적화된 개별 관리의 어려움입니다.
본 기술은 실외 대기 센서 및 화분별 토양 센서 데이터를 기반으로 중앙 서버가 작물 유형별 대응 데이터베이스를 참조하여 이송 계획을 수립하고, 에지 서버를 통해 AGV의 실내외 이송을 제어하며, 이상 상태 감지 시 실외 환경과 무관하게 긴급 이송을 수행하는 제어 구조입니다.
본 기술은 토크 센서 또는 모터 전류로부터 측정된 관절 토크값을 주파수 필터로 필터링하고 머니퓰레이터의 물성치와 위치·속도 정보를 이용한 수학적 모델 기반 예측값과 비교하여, 가속도 정보 없이 실시간으로 충돌 외력을 산출하고 감지하는 충돌 감지 장치 및 제어 방법입니다.
가속도 센서가 없는 경우 관절 위치값의 2차 미분을 통한 가속도 정보 산출이 노이즈에 취약하며, 로봇의 물성치 오차가 충돌 감지의 성능 저하나 오작동을 유발하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 관절 토크에 필터링을 적용하여 가속도 항을 배제한 수식 모델을 구현하고 작업물 파지 여부에 따른 물성치 수정 연산을 통해 물성치 정보를 실시간 보정하는 방식을 제안합니다. 협동 로봇과 산업용 매니퓰레이터에 적용될 수 있어 가속도 센서 없이도 물체를 든 상태까지 반영한 정확한 충돌 감지를 구현합니다.
본 발명은 지식경제부 한국로봇산업진흥원의 서비스로봇용 자율 지능형 머니퓰레이션 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 작업 공간 트리와 상태 트리를 결합한 듀얼 트리 구조를 통해 이동 로봇의 경로를 계획하고, 샘플링된 신규 지점에 대해 인접 노드를 식별하여 비용이 최적화된 부모 노드를 선택함으로써 동적 제약 조건을 고려한 최적 궤적을 생성하는 RRT 기반 궤적 계획 방법입니다.
기존 RRT 기반 경로 계획 기법은 차등 제약 조건이 있는 환경에서 계산 비용이 높거나, 가장 인접한 노드를 탐색하는 거리 매트릭스 설계의 복잡성으로 인해 성능 최적화에 한계가 있었습니다.
본 기술은 작업 공간과 상태를 분리하여 트리 구조를 관리하고 신규 포인트 샘플링 시 후보 상태 노드를 추출하여 최소 경로 비용을 산출하는 최적 부모 노드 탐색 로직과 노드 재연결 절차를 구현하는 방식을 제안합니다. 자율주행 차량과 비홀로노믹 로봇에 적용될 수 있어 동적 제약을 지키면서도 계산 부담 없이 최적 궤적을 찾아냅니다.
본 기술은 환경을 격자로 분할하여 안전성을 보장하는 유도 영역과 충돌 위험이 높은 위험 영역으로 구성된 정보 격자 지도를 생성하고, 각 격자에 대해 인력과 척력 기반의 주행 비용을 산출하여 최저 비용 경로를 도출하는 로봇의 주행 경로 계획 장치 및 방법입니다.
종래의 최단 거리 기반 경로 계획 방식은 사람과의 충돌 가능성이나 실생활 환경의 복잡한 돌발 장애물을 고려하지 않아 이동 효율성과 안전성이 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 지도 작성부로 유도 영역과 위험 영역을 격자 단위로 정의하고 비용 산출부에서 유도 영역에 대한 인력 비용과 위험 영역에 대한 척력 비용을 합산하여 최종 주행 비용을 결정하며 실제 주행 데이터로 상수를 동적 보정하는 방식을 제안합니다. 사람과 공존하는 실내 서비스 로봇에 적용될 수 있어 최단 거리보다 안전하고 사회적으로 자연스러운 이동을 실현합니다.
본 발명은 연구지원부의 센서융합 기반의 환경 적응형 실내 주행, 연구지원부의 서비스로봇용 자율 지능형 머니퓰레이션 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 주행부, 과실 무게 측정 및 분류를 수행하는 차체부, 그리고 엔드이펙터와 구동 프레임으로 구성된 수확부를 포함하며, 카메라/센서로 과실을 인식하고 로드셀로 무게를 측정하여 등급별로 자동 분류 및 적재하는 수확 로봇 시스템입니다.
수직 재배 농장에서 과실의 수확, 운반, 무게별 분류, 적재 과정에서 발생하는 노동력의 과다, 수확 시 줄기 절단 및 파손 방지, 적재 중 충격으로 인한 과실 손상 문제입니다.
본 기술은 수확부의 버킷 및 칼날을 이용한 줄기 절단과 동시 수확, 차체부 내 경사면과 무게 센서 및 분류판을 통한 등급별 자동 분류, 보관부에 충격 흡수판을 설치하여 적재 시 발생하는 외력에 의한 손상 방지입니다.
본 기술은 궤도형 주행부 상단에 П형 프레임의 작업부를 설치하고, 레일 슬라이드와 리니어 액추에이터를 통해 지지대를 수직 방향으로 관입하거나 인발하는 자동화 메커니즘을 구비합니다. 시각 센서 기반의 위치 추적을 통해 지지대 작업 위치를 제어하고 적재부와 그리퍼를 연동하여 지지대의 연속적인 적재 및 공급을 수행합니다.
농작물 지지대 설치 및 제거 작업은 반복적이고 고강도의 육체 노동을 동반하며, 기존 장치들은 설치와 제거 기능을 모두 자동화하지 못하거나 수작업 비중이 높아 신체적 부담을 해결하지 못합니다.
본 기술은 좌우측 다리부의 레일 슬라이드를 따라 상하 이동하는 지지대 파지부를 통해 지지대를 수직 압입 또는 인발하고, 비전 센서(카메라)로 두둑 및 지지대 위치를 인식하여 주행 제어 및 작업을 자동화합니다. 적재함의 판스프링과 그리퍼를 이용해 지지대의 자동 공급 및 회수 프로세스를 구현합니다.
본 기술은 마스터장치와 슬레이브장치 각각에 1자유도 병진운동과 3자유도 회전운동을 구현하는 4자유도 병렬기구를 적용하여, 정밀 작업 시 조작감 및 위치 제어 정밀도를 향상시키는 마스터-슬레이브 시스템입니다. 마스터장치의 구형기구부(3자유도)와 병진링크부(1자유도)를 통해 사용자의 움직임을 감지하고, 슬레이브장치의 병렬링크부와 가이드링크부를 통해 바늘 삽입 등의 정밀 작업을 수행하며, 제어부를 통해 힘 반영(햅틱) 피드백을 제공합니다.
직렬 로봇은 관성 및 누적 오차로 인해 정밀도가 낮고, 기존의 3자유도 또는 6자유도 병렬기구는 바늘 삽입과 같은 특정 정밀 작업에서 자유도 불일치로 인한 작업 효율 저하 및 하드웨어 구성의 비효율성 문제를 가집니다.
본 기술은 4자유도 병렬기구(3자유도 회전, 1자유도 병진)를 마스터-슬레이브 양단에 동일하게 설계하여 자유도를 일치시키고, 랙-피니언 기반의 미끄럼 관절과 회전축이 한 점에 교차하는 구형 기구부를 도입하여 시스템의 구조적 강성을 높이며, 힘 센서 및 구동 수단을 활용한 반력 신호 제어를 통해 사용자에게 정밀한 햅틱 피드백을 전달합니다. 정밀 수술 로봇과 바늘 삽입 시술, 원격 조작에 적용될 수 있어 조작감과 위치 제어 정밀도를 높여 정밀 작업 효율을 확보합니다.
본 발명은 기초연구지원사업의 지능형 연속체 로봇 이론 및 응용 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 다관절 로봇에서 와이어 구동 방식을 개선하여 특정 관절에 대한 독립적인 힘 전달을 구현하는 매커니즘입니다. 복수의 관절체 사이에 와이어를 권취부(풀리 또는 돌기)에 교번하여 감는 방식(도르래 원리)을 적용하여, 관절마다 독립적인 토크 제어가 가능하게 함으로써 스프링 강성 조절 없이도 관절별 독립 구동과 로봇 소형화를 달성합니다.
종래 기술은 관절 구동을 위해 와이어 장력에 의존하며, 다수의 관절체 직렬 연결 시 와이어 장력이 하위 관절에 간섭을 일으킴. 이를 해결하기 위해 스프링 강성을 다르게 설계해야 하는데, 이는 관절 수가 증가할수록 설계 복잡성을 높이고 부품 두께 불균형으로 인한 로봇 소형화 및 고자유도 구현의 한계를 초래합니다.
본 기술은 제1 관절체에 2개 이상의 제1 권취부와 제2 관절체에 1개 이상의 제2 권취부를 구비하고, 와이어를 이들 권취부에 교번하여 권취함으로써 움직도르래 원리를 이용합니다. 이를 통해 와이어 구동부의 인장력 대비 관절에 인가되는 힘의 배율을 높여, 특정 관절의 독립적인 회전 각도 제어와 구동 효율을 최적화하고 관절 간 간섭을 최소화합니다. 다관절 로봇과 협동 로봇, 정밀 매니퓰레이터에 적용될 수 있어 스프링 강성 조절 없이 관절별 독립 구동과 소형화를 달성합니다.
본 기술은 매니퓰레이터 끝단에 장착되는 엔드이펙터로서, 구동부에 의한 상하운동으로 유연체를 가압·파지하는 이동부와 유연체가 안착되는 받침판을 구비한 고정부를 포함하며, 미세조정부와 고정조정부를 통해 유연체 체결 시 전후·좌우·회전의 다자유도 미세 움직임을 구현하여 정밀한 조립을 수행합니다.
기존의 산업용 그리퍼는 강체로 구성되어 있어 유연체 파지 시 정밀 위치 제어와 파지력 통제가 어렵고, 커넥터가 보드 안쪽에 위치할 경우 체결이 불가능하며, 고가의 다자유도 로봇손은 제어가 복잡하고 경제성이 낮습니다.
본 기술은 볼스크류를 이용한 상하 구동 방식의 이동부와 고정부로 유연체를 파지하고, 볼플런저와 탄성체를 활용한 미세조정부(전후/좌우/회전) 및 고정조정부를 통해 유연체의 위치 자유도를 부여하며, 힘 센서모듈을 통해 파지력을 실시간으로 조절하여 유연체의 손상을 방지하고 체결 성공률을 향상합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 커넥터에 대한 가요성 본체의 파지 및 결합을 개선하여, 미세한 위치 제어를 통해 수축 계수의 성공을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 양팔작업 로봇을 위한 최대 출력 범위 150Nm의 안전모듈 및 힘-토크/조인트 센서 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
