$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

이동 로봇 장애물 회피 방법의 수치적 성능 분석
Numerical Performance Analysis of Obstacle Avoidance Method for a Mobile Robot 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.7 no.2, 2012년, pp.401 - 407  

김광진 (조선대학교 제어계측로봇공학과) ,  고낙용 (조선대학교 제어계측로봇공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 대표적인 이동 로봇의 장애물 회피 방법들의 성능을 분석한다. 이를 위해 장애물 회피 성능 지수로서 목표점까지 이동한 거리, 이동 시간, 장애물과의 거리, 로봇 동작의 평활도(smoothness)를 제시한다. 특히 로봇 동작의 평활도는 로봇 동작 시 조향 방향의 각가속도와 저크(jerk)를 사용하여 로봇의 실질적 이동 효율성을 측정하는 성능 지수이다. 주어진 성능 지수에 의하여 4가지의 주요한 장애물 회피 방법을 비교하였다. 주요한 장애물 회피 방법은 인공 전위계 방법, 탄성력(elastic force) 방법, 가상 거리(virtual distance)에 의한 인공전위계 방법, 그리고 가상 거리에 의한 탄성력 방법이다. 시뮬레이션을 통하여 각 방법의 성능을 비교 분석하여 각각의 장애물 회피 특성을 파악하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper analyzes performance of major obstacle avoidance methods. For the analysis, numerical performance indexes are proposed: motion distance to goal point, motion time, distance to obstacles, and smoothness of the motion. Especially, the index of smoothness measures efficiency of the motion us...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 기존의 시뮬레이션 프로그램들과 다르게 실제 장애물 회피 방법들의 성능을 분석하기 위해 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 각 방법들마다 로봇이 시작점에서 목표점까지 움직일 때 이동한 총 거리, 총 이동 시간, 장애물 회피 시 장애물과의 거리, 로봇 동작의 평활도 등을 수치적으로 확인할 수 있도록 시뮬레이션 프로그램을 개발하였으며, 이 분석 프로그램을 활용하여 각각의 장애물 회피 방법의 성능을 분석한다.
  • 로봇이 움직일 때 급격하게 회전을 하거나 헤딩각도의 오실레이션이 발생하면 기구적으로 문제가 발생할 확률이 증가하여 로봇의 파손 및 손상을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 로봇이 움직일 때 발생하는 각속도, 각가속도, Jerk를 비교하여 각 방법들의 성능을 분석한다.
  • 본 논문에서는 이동 로봇의 장애물 회피 방법들의 성능을 수치적으로 비교하고 분석하기 위하여 4가지의 분석기준인 로봇의 총 이동거리, 총 이동 시간, 장애물 회피 시 장애물과의 최소거리, 로봇 동작의 평활도를 정의하였다. 특히, 로봇 동작의 평활도의 경우 로봇의 각가속도와 Jerk에 의해서 성능지수를 구하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
작업용 로봇이 갖춰야할 기능은? 로봇은 작업 환경에서 빠른 변화에 대해 신속하게 대처하면서 맡은 일들을 해야 하며, 로봇이 이동 중에는 지도 정보에 없는 물체가 계획된 경로 상에 나타나게 될 경우 로봇은 신속히 장애물과의 충돌을 피하면서 목표점을 향해 이동해야 한다[1-2].
이동 로봇 연구의 궁극적인 목적은 무엇인가요? 이동 로봇 연구의 궁극적인 목적 중 하나는 위험하고 밀집된 환경에서 안전하게 주어진 임무를 수행할 수 있는 로봇을 개발하는 것이라 할 수 있다. 인간을 보조하는 서비스 로봇은 예측하지 못한 주변 환경의 변화에 대해 빠르게 반응할 수 있어야 하며, 주위 환경이 다양하더라도 자유롭게 동작할 수 있어야 한다.
작업용 로봇을 위한 시뮬레이션에 적용된 각 방법들의 특성은 무엇인가요? (1) 인공전위계 방법의 경우, 장애물의 위치가 로봇의 시작점과 목표점의 최단거리 경로와 가까이 있을 때는 멀리 회피하지 못하고 장애물 가까이 이동하는 것을 확인하였다. 로봇의 주변 환경에 장애물이 많아질수록 로봇의 움직임이 유연하지 못하였으며, 장애물과 충돌의 위험이 증가됨을 알 수 있었다. (2) 탄성력 방법의 경우, 인공전위계 방법을 적용한 실험보다 로봇이 목표점까지 이동하는데 소요 되는 시간은 다소 줄어들었다. 또한, 다수의 장애물이 위치해 있더라도 장애물과의 충돌위험이 증가하지 않음을 확인할 수 있었다. (3) 가상센서 개념을 추가로 인공전위계 방법에 적용하였을 때는 오히려 전체적인 로봇의 장애물 회피 성능이 저하되는 것을 알 수 있었다. (4) 가상센서 개념을 추가로 탄성력 방법에 적용하였을 때는 장애물과의 최소거리는 늘어났으며, 로봇 동작의 평활도가 향상되었음을 확인할 수 있었다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (9)

  1. 노성우, 고낙용, 김태균, "위치 추정, 충돌회피, 동작 계획이 융합된 이동로봇의 자율주행 기술 구현", 한국전자통신학회논문지, 6권, 1호, pp. 148-156, 2011. 

  2. 서동진, 노성우, 고낙용, "두 개의 거리 센서를 이용한 차륜형 로봇의 이동물체 추종제어", 한국전자통신학회논문지, 6권, 5호, pp. 765-773, 2011. 

  3. Shi, Enxiu Cai, Tao He Changlin Guo, Junjie, "Study of the New Method for Improving Artificial Potential Field in Mobile Robot Obstacle Avoidance," Automation and Logistics IEEE International Conference on, pp. 282-286, Jinan, China, 2007. 

  4. Brock, O, Khatib, O. "Elastic Strips : A Framework for motion Generation in Human Environments," International Journal of Robotics Research, Vol. 21, No. 12, pp. 1031-1052, Dec 2002. 

  5. Ko, Nak Yong and Bum Hee Lee, "Avoidability Measure in Moving Obstacle Avoidance Problem and Its Use for Robot Motion Planning," International Conference in Intelligent Robots and Systems(IROS 1996), pp. 1296-1303, 1996. 

  6. Nak Yong Ko, Reid G. Simmons and Dong Jin Seo, "Trajectory Modification Using Elastic Force for Collision Avoidance of a mobile Manipulator," 9th Pacific Rim International Conference on Artificial Intelligence(PRICAI 2006), Volume 4099, pp. 190-199, 2006. 

  7. Nak Yong Ko, Dong Jin Seo et al, "3-Dimensional Simulator for Multiple Robot System using TCP-IP," The IASTED Conference on Software Engineering, pp. 130-135, 2007. 

  8. 배영철, 박종규, "카오스 이론에 기반한 포메이션 제어를 위한 다중 카오스 로봇의 장해물 회피 및 동기화에 관한 연구", 한국전자통신학회논문지, 5권, 5호, pp. 534-540, 2010. 

  9. 김종찬, 조승일, 김응곤 "군중 행동 패턴을 이용한 Fish 군중 시뮬레이터", 한국전자통신학회논문지, 2권, 2호, pp. 106-112, 2007. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로