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문제 정의
- 따라서 위치정보의 정교함을 필요로 하는 로봇 내비게이션에서 RFID 센싱을 활용하여 삼각 측량법과 유사한 방법으로 위치를 측정하는 방식은 현재로서는 사용하기 어려운 것으로 보인다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제안된 RFID 플로어를 이용한 위치추정 기술에 대하여 살펴본다. 이 방식에서는 이동로봇의 자율 이동모듈 구현을 위해 RFID 기술을 사용하는데, RFID 안테나를 포함한 리더를 로봇에 장착하고, 절대위치정보를 포함하는 다수의 RFID 태그를 플로어에 부착한 후, 로봇이 이동 중 읽어 들이는 태그의 정보에 따라 자신의 절대위치를 파악할 수 있도록 한다.
- 기술로는 이러한 거리를 정확히 측정할 수가 없다. 따라서 본 논문에서는 현재 활용되는 RFID 위치추정 방식에 대해 살펴보고 이의 문제점을 분석한 후 이를 극복할 수 있는 방안에 대해 살펴보고자 한다.
- 사용하기는 곤란하다. 따라서 본 연구에서는 에이징 (aging)〔10〕을 기반으로 한 소프트웨어 솔루션을 제안한다. (Aging Counter).
- 즉, 어떤 형태와 밀도로 태그를 플로어에 배치시키는 것이 내비게이션의 효율성 확보를 위해 적절한지에 대한 분석이 없다. 따라서 본연구에서는 시뮬레이션을 통해 이에 대한 논리를 제시하고자 한다. 일단, 태그밀도와 태그배치방식이 결정되면 실제적인 플로어 구성을 위해서 동일한 모양의 태그가 내장된 타일을 준비하고, 이들을 연결하여 전체적인 내비게이션 플로어를 구성한다.
- 본 논문에서는 RFID를 이용한 기존의 위치추정 방법에 대해 살펴보았고, 태그플로어 방식과 태그 인식률에 따른 새로운 위치추정 기법에 대해 설명하였다. RFID 태그플로어 방식은 플로어에 RFID 태그를 배치하고 그 정보를 이용해 로봇이 자율적으로 내비게이션 할 수 있게 하는 기법이며, 플로어에 장착된 태그의 절대위치를 로봇에 장착된 RFID 리더로 읽어 들임으로써 이동 중에 있는 로봇의 절대위치 파악을 가능하게 한다.
- 이 방식의 핵심은 어떤 기준점 주변에 사물이 놓여 있는지를 파악하는 것이다. 본 연구에서는 Aging Counter에 기반을 두고, 리더가 태그를 읽는 빈도를 활용하여 태그의 위치추정이 가능하게 하는 알고리즘을 개발하고, 이를 도서관의 도서 위치추적에 적용한 예를 설명하였다.
- 또 다른 위치추적 기술을 개발 중에 있다〔9〕. 본 절에서는 태그와 리더간의 인식률만을 이용하여 사물의 현재 위치를 추적할 수 있는 방법에 관해 설명한다. 이 방식을 사용하면 삼각측량이나 필터 링을 적용한 방식을 사용하는 것에 비해 훨씬 간단히 위치를 추정할 수 있다.
- 이 방식의 핵심은 어떤 기준점 주변에 사물이 놓여있는가, 즉 어떤 기준태그 주변에 사물태그가 놓였는지에 관한 정보 생성이다. 이 연구는 도서관에서 도서의 위치를 파악하기 위한 용도로 개발되었다. 각각의 도서에 RFID 태그를 부착하고(사물 태그) , 선반에는 기준 위치가 되는 셀태그를 부착한 후, 주기적인 태그 스캔을 통해 사물태그의 위치를 파악하게끔 하는 것으로서, 이 관계가 정립 되면 쉽게 어떤 사물 태그가 어떤 셀태그와 연관되는지를 파악할 수가 있다.
- 소개되고 있다. 이 연구에서는 위치가 파악된 고정위치에 다수의 태그를 부착하고 RFID 리더를 장착한 로봇이 태그들과의 거리를 파악하게 함으로써 로봇의 위치를 알 수 있게 한다. 태그와 리더 사이의 거 리측정이 정확하지 않기 때문에 거리측정에 관한 자료는 확률 그리드(Probability Grids) 로 생성하고 전체 영역을 작은 사각형으로 분리하여 확률에 따른 가중치를 부여한다.
- RFID 태그플로어 방식은 플로어에 RFID 태그를 배치하고 그 정보를 이용해 로봇이 자율적으로 내비게이션 할 수 있게 하는 기법이며, 플로어에 장착된 태그의 절대위치를 로봇에 장착된 RFID 리더로 읽어 들임으로써 이동 중에 있는 로봇의 절대위치 파악을 가능하게 한다. 이 자료로 휠베이스 내비게이션에서 발생하는 상대 경로 오차를 보정하도록 하여 보다 정확한 내비게이션이 이루어 질 수 있다.
- 태그플로어를 활용한 내비게이션 방식의 성능에 큰 영향을 끼칠 수 있는 것이 태그밀도와 태그배치방식이며, 이를 분석하기 위해 본 연구에서는 시뮬레이션 결과를 제시하였다. 그 결과 태그인식범위와 태그간격의 상관관계가 대략 1:4 비율에서 모든 태그배치방식이 최소의 내비게이션 오차를 발생시키는 것을 알 수 있었다.
가설 설정
- 시뮬레이션에서는, 플로어에 배치된 태그는 모두 정상적으로 인식이 가능한 것으로 가정하였고, 내비게이션 중 실제발생될 수 있음직한 오차 즉, 바퀴의 마찰력, 특정지면의 불균형, 바퀴의 미끄러짐 등을 고려하기 위해 일정 각도 내에서 랜덤하게 바퀴의 오차를 발생시켰다. 또한, 리더 및 태그의 인식범위는 경계가 확실하여 복수개의 태그가 동시에 읽히지 않는다는 가정 하에 시뮬레이션을 진행하였다.
- 프로그램은 자바(Java) 언어로 구현하였고, 각종 주행환경을 반영하기 위한 파라메타를 정의하였다. 시뮬레이션에서는, 플로어에 배치된 태그는 모두 정상적으로 인식이 가능한 것으로 가정하였고, 내비게이션 중 실제발생될 수 있음직한 오차 즉, 바퀴의 마찰력, 특정지면의 불균형, 바퀴의 미끄러짐 등을 고려하기 위해 일정 각도 내에서 랜덤하게 바퀴의 오차를 발생시켰다. 또한, 리더 및 태그의 인식범위는 경계가 확실하여 복수개의 태그가 동시에 읽히지 않는다는 가정 하에 시뮬레이션을 진행하였다.
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