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가중화된 포텐셜 함수를 이용한 이동 로봇의 장애물 회피 경로 계획
Path Planning of Mobile Robot using Weighted Potential Function with Obstacle Avoidance 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.58 no.1, 2009년, pp.15 - 19  

김진환 (인하공업전문대학 전기정보과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the potential field for mobile robot path planning. The proposed repulsive potential has weighted parts, which consists of conventional repulsive potential and goals nonreachable with obstacles nearby repulsive potential. It ensures the global minimum of the total potential when ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 GNRON의 장점인 장애물 영향권 내에 위치한 목표 지점으로 로봇이 주행하면서 목표 위치로부터 일정 거리이상 떨어진 인접한 장애물에서 발생하는 LM 문제를 해결하기 위해 다음과 같이 가중치를 부여한 척력 포텐셜 (WGTGNRON)을 제안한다.
  • 본 논문에서는 인접한 장애물을 통과하며 장애물의 영향권 내에 위치한 목표 지점으로 경로 계획을 위해 가중화된 WGTGNRON 척력 포텐셜을 제안하였다. 제안된 WGT GNRONe 장애물 간의 폭이 좁은 경로를 통과 할 때는 FIRAS 포텐셜의 특성을 가지며 목표 지점에 접근할 때는 GNRON 포텐셜의 특성을 가지도록 가중치 인자를 부여하였다.
  • 본 논문에서는 장애물 근처에 위치한 목표 지점으로의 경로 계획을 유지하면서 인접한 장애물간의 통과 폭이 작을 때에도 LIMN] 빠지지 않는 수정된 포텐셜 필드 방법을 제안한다. 수정된 포텐셜 필드 방법은 로봇의 최종 목표 지점이 장애물의 영향권 내에 위치하는 경로 계획에서 로봇과 목표 위치 간의 거리가 일정 거리 이상일 때는 FIRAS 포텐셜의 특성이 보이도록 가중치를 부여하고 목표 위치에 가까워질수록 GNRON 포텐셜의 특성을 보이도록 가중치를 부여하는 포텐셜 함수를 제안한다.

가설 설정

  • 이것으로부터 로봇의 목표 위치와 거리가 멀 때는 宀1이 되도록 함으로써 인접한 장애물로부터의 LM을 벗어나게 되고 목표 지점에 가까워질수록 D으로 하여 장애물 영향권 내의 목표 지점으로도 이동할 수 있게 된다. 따라서。는 로봇이 목표 지점으로 가까워질수록 단조적으로 감소하는 값으로 설정한다면 장애물 사이에서 LM에 빠지지 않고 목표 지점으로 이동할 수 있게 된다. 이를 위해。를 다음과 같은 식으로 정의할 수 있다.
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참고문헌 (9)

  1. R. Siegwart and I. R. Nourbakhsh, Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT Press, 2004 

  2. O. Khatib, "Real-Time Obstacle Avoidance For Manipulators and Mobile Robots," In.t J. Robot. Res. vol. 5, no. 1, pp. 90-98, 1986 

  3. J. H. Chuang and N. Ahuja, "An Analytically Tractable Potential Field Model of Free Space and Its Application in Obstacle Avoidance," IEEE Trans. Syst. Man, Cybern. vol. 28, pp. 729-736, 1998 

  4. C. W. Warren, "Gloal Path Planning using Artificial Potentioal Fields," in Proc. IEEE Conf. Robotis and Automation, pp. 316-321, 1989 

  5. Y. Koren and J. Borenstein, "Potential Field Methods and their Inherent Limitations for Mobile Robot Navigation," in Proc. IEEE Conf. Robotics and Automation, Scaramento, CA, Apr. pp. 1398-1404, 1991 

  6. E. Rimon and D. E. Koditschek, "Exact Robot Navigation using Artificial Potential Functions, "IEEE Trans. Robot, Automat., vol 8, pp. 501-518, Oct. 1992 

  7. J. Guldner and V. I. Utkin, "Sliding Mode Control for Gradient Tracking and Bobort Navigation using Artificial Potential Fields," IEEE Trans. Robot. Automa., vol. 11, pp. 247-254, 1995 

  8. P. Veelaert and W. Bogaerts, "Ultrasonic Potential Field Sensor for Obstacle Avoidance," IEEE Trans. Robot. Automat., vol. 15, pp. 774-779, 1999 

  9. S. S. Ge and Y. J. Cui, "New Potential Functions for Mobile Robot Path Planning, IEEE Trans. Robot. and Auto., vol. 14, no. 5, pp. 615-620, Oct. 2000 

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