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문제 정의
- 현재까지는 좁은 공간에서 3T개의 beacon을 사용하여 위치를 추정하는 연구[3, 4]가 진행되어 지고 있으나 실내에서의 로봇 이동 영역이 점점 확대되어짐에 따라 보다 넓은 영역에서의 실내위치 추정기법이 요구 되어 지고 있는 반면 초음파 센서의 음파 전달 특성상 넓은 지역에서의 적용이 부적합한 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 한정된 공간이 아닌 보다 넓은 실내 공간에서의 iGS 적용을 위하여 block 확장 기법을 소개할 것이며, 이동 로봇이 다른 구역으로 이동하여 다른 beacon들의 data를 받아야 할 경우에 기준의 좌표로부터 beacon 위치를 전이할 때 위치 정확도가 떨어지는 문제점에 대한 해결책과 주변 장애물에 대한 음파 반사와 환경 noise 에 대하여 강인하게 제어하는 기법을 소개할 것이다.
- 초음파 센서를 이용한 실내위치인식 시스템은 주변 장애물이나 환경 noise에 의하여 발생하는 음파를 직접파로 오인하여 이동 로봇이 실좌표를 인식하지 못하는 경우가 발생하는데 본 논문에서는 이 문제점을 해결하기 위하여 이전 초음파의 비거리 data들을 이용하여 다음 비거리를 예측하여 측정되는 신호가 직접파인가 noise인가 구별하는 기법으로 반사파 및 noise에 대응하는 RNF algorithm을 제시한다.
가설 설정
- 그림 5와 같이 한 공간에 5,000mm간격으로 beacon이 세 개씩 설치되어 있고 총 3block으로 나눠져 있다고 가정한다. 먼저 이동 로봇의 시작점인 1 block에서 미리 설정해 놓은 세 개의 기준좌표와 세 개의 beacon 그리고 auto calibration algorithm을 통하여 이동 로봇은 스스로 beacon의 위치를 인식함을 시작으로 자신의 위치좌표를 인식하게 된다.
- 본 논문의 실험에서는 상온, 24℃, 에서 측정을 흐} 였으므로초음파의 속도를 343m/s로 가정한다. 송신기와 수신기까지의 거리, d, 는 초음파의 전달 속도와 TOF의 곱으로 구할 수 있으며 아래의(3)과 같이 나타낼 수 있다.
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