Transcript 1.2.3 센서(Senssor/Detector)

1.2.3 센서
(Sensor/Detector)
17기 김호연
센서(Senssor/Detector)

로봇을 움직이려고 할 경우에 현재의 상태
를 올바르게 인식함과 동시에 제어 결과가
목표했던 결과인지 여부를 확인하는 도구
1. 내계 센서 - 로봇 내부의 정보를 검지
2. 외계 센서 - 로봇 외부로부터의 정보를 얻
기 위함
(a) 관절각도 센서(Encoder)
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목표하는 자세로 제어
하기 위함
각도정보를 디저털 신
호로 코드화하는 디바
이스
비싸다(정밀한 가공
정밀도 필요,2치화 처
리,미분 처리)
(a) 1. 인크리멘털(Incremental)인코더
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각도에 비례해서 발생하
는 펄스 수를 누적하여
회전각도로 함
원반상에 등 간격으로
인쇄된 투명한 복수창의
사이에 발광소자와 수광
소자를 배치
명암반복, 사인곡선 파
형, 기준치와 비교해서 2
치화처리(디지털화) 구
형파
A, B, Z상
(a) 2. 앱솔루트(Absolute)인코더
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각도에 따른 특정 신호
를 출력
현재 각도를 직접 검출
가능
회전하는 원반에 동심
원 3개를 그리고 그 각
각의 원에 빛이 통과하
는 창을 열어 발광소자
와 수광소자에 의한
ON/OFF 신호를 기록
(b) 전위차계
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회전속도에 비례해서 전기
저항이 바뀌는 가변저항기
를 센서로 사용
소형 경량, 싸다
출력은 아날로그량(디지
털신호로 바꾸기 위해서
A/D변환기 필요)
1. 힘센서(Force/Torque sensor)
- 변형 게이지식
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힘이 가해지면 물체는
변형되기 때문에 그 변
형을 변형 게이지로 포
착하여 전기신호로 변
환
로드셀(Load cell) :
1축 방향의 힘만 검출
하는 것, 가격저렴, 실
용화
2. 자세각 센서(Rate gyro sensor)
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로봇 공간에 대한 기울
기 각을 정확히,순간에
계측
기울기각의 각속도를
검출하고 그 출력을 적
분해서 기울기 각도로
한다.
레이트 (Rate) 센서
자이로(Gyro)센서
3. 광센서(Photo sensor)
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발광소자, 수광소자를
수평에 두고 물체가 없
으면 수광소자는 on,
물체가 있으면 수광소
자는 off 신호를 출력
빛을 잘 반사하는 재질
의 경우(배경이 어두
워야함) - 발광소자, 수
광소자를 동일한 위치
에 두어도 검출가능
4. 거리센서(Range sensor)
레이더,메아리의 원리:
TOF (Time Of Flight)법
값싼 초음파 사용
(1) 충돌가능성-일시 정지
(2) 경로유도
(3) 현재위치특정
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5. 시각 센서(Machine sensor)
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렌즈에 의해 광학적으로 맺
어진 상을 매트릭스상으로
배열한 촬영소자(화소
=Pixel)에 의해 전기 신호로
변환되고 얻어진 신호를 얼
마간 정보 처리함으로써 영
상의 의미를 해석하는 센서
선분 추출처리:
2치화 처리
하프 변환처리
6. 접촉 센서(Tactile sensor)
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전기적인 스위치를 접촉
여부에 대해 알고자 하는
부위에 설치해 두고 닿았
을 때 스위치가 기계적으
로 개폐함으로써 감지
위스커센서(Whisker): 부드러운 수염 모양의
촉각을 펼치고 이 촉각이 물체에 닿아
변형되는 변위를 스위치의 동작으로 함
7. 힘센서(Force/Torque sensor)
- 전도성 고무 사용(카본)
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카본 등의 전도성 물질을
미세 분말로 하여 균일하
게 분산시켜 성형하면 외
력이 가해 짐에 따라 분산
되어 있던 전도성 물질이
서로 끌어당겨 전기가 통
하기 쉽고, 그 결과 마트
로적으로 본 전기저항치
가 가해진 외력에 반비례
해서 저하된다.
저항치의 변화를 통해 외
력을 역으로 알 수 있다.
8. 촉각 센서(Haptic sensor)
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분포압 센서:
전원전압층
전도성 고무층
신호출력층
(센서 매트릭스)
단점:
다른 교점을 통해 다소의
전류가 흘러 들어 계측 에
러를 일으킨다
9. 가속도 센서(G-sensor)
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추에 작용하는 관성력
을 변형 게이지 등으로
검출하고 그 추에 가해
진 속도와 G와 반대방
향으로 로봇이 가속되
는 것을 검출하는 센서
각속도를 적분할 때 보
정으로 중력 G의 방향
(연직방향)을 검출 할
때 사용
10. 자기위치 센서
(Positioning sensor)
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로봇의 이동거리측정:
보폭x 보행 수(보행 로봇)
바퀴 회전 수x바퀴반경
(차륜식 로봇)
구부러진 각도의 이동거리측정:
다리회전각도의 누계
(보행 로봇)
좌우바퀴의 회전 수 차분
(차륜식 로봇)
추정 계산: 로봇과 노면과의 슬
라이드로 인한 에러
로봇 설계에 필요한 구성요소
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제어용 컴퓨터
모터 전원과 컴퓨터용 전원
컴퓨터의 출력을 증폭하는 모터 앰프
작업순서를 로봇에게 교시하는 직접교시 기기
로봇을 사용하지 않고 다른 장소에서 교시하는 간
접교시 기기
안전용 장치