[논문]비전을 활용한 사람을 따라다니는 로봇의 실내측위에 관한 연구

전봉기

doi:10.6109/jkiice.2013.17.6.1370

비전을 활용한 사람을 따라다니는 로봇의 실내측위에 관한 연구
The Study on Indoor Localization for Robots following Human using Vision Applications 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.17 no.6, 2013년, pp.1370 - 1374

전봉기 (신라대학교)

초록
AI-Helper

주인을 스스로 따라다니는 로봇 캐리어가 등장하여 화제가 되었다. 최근에는 사람을 따라다니는 청소기가 로봇청소기가 출시되었다. 로봇 휠체어 등 주인이나 빛을 인식하여 따라다니는 로봇들이 다양한 응용에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 로봇이 물건을 싣고 주인을 따라다니는 로봇을 개발하는 과정에서 로봇의 귀환문제를 다루고자 한다. 이 논문에서는 영상처리기술을 이용하여 로봇의 위치를 파악할 수 있는 실내 측위 방법을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The suitcase can follow its owner all on its own via the Bluetooth connectivity in your phone. A robotic vacuum cleaner than can understand voice commands and even follow homeowner. Robots are used in a variety of applications such as a robot wheelchair. In this paper, I focus the problem of automatic return to the base in the process of developing the moving robot for loading things. In this paper, I propose the indoor localization method which is able to determine the position of the robot in the building by using image processing techniques.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

실내측위를 위해서 ZigBee나 UWB와 같이 별도의 장치를 설치하여 위치정보를 습득하는 방법[3]을 사용할 수 있으나, 본 연구에서는 고려하지 않았다. 간단한 로봇을 만들기 위해 이동 가능한 건물내 공간에 별도의 장치들을 설치하는 것 보다 영상처리 기법을 사용한 자율주행 로봇을 개발하는 것이 이 논문의 목적이다.
비젼기술과 로봇기술의 발달로 다양한 로봇들이 발표되고 있는데 본 논문에서는 마이크로소프트(MS)가 선보인 ‘MS 로보틱스 개발자 도구4’[1]에서 소개한 로봇에 쟁반을 받쳐두면 물건을 실어 나르는 로봇을 구현하려 한다.
비젼기술과 로봇기술의 발달로 다양한 로봇들이 발표되고 있는데 본 논문에서는 마이크로소프트(MS)가 선보인 ‘MS 로보틱스 개발자 도구4’[1]에서 소개한 로봇에 쟁반을 받쳐두면 물건을 실어 나르는 로봇을 구현하려 한다. 이 과정에서 본 논문에서는 로봇의 귀환 문제만을 다루며 이를 해결하기 위한 실내 위치 인식 문제의 한 가지 해결책을 제안한다.
하지만 실내에서는 GPS 신호를 수신할 수 없기 때문에 다른 방법[2, 3]을 찾아야 한다. 이 논문에서는 영상처리 기법을 이용한 위치식별 방법을 제안한다.

가설 설정

공항에서 주인을 로봇 캐리어(HOP)은 주인의 스마트폰의 신호를 계산하여 일정한 거리를 유지하면서 따라 다닌다. 이 논문에서 제안하는 주행로봇이 그림 1과 같이 주인을 따라서 이동하였다고 가정하자. 그림 1은 제작된 주행로봇이 이동해야 하는 강의동 6층의 실내 도면이다.

제안 방법

본 논문에서는 귀환 문제의 시작인 사각 공간내의 시작 위치만을 파악할 수 있는 방법을 제안하였으며 문을 통과하기 위해서는 별도의 영상처리 기법이 필요하다.
셋째, 모서리를 촬영하여 로봇이 방의 어느 위치에 있는지 계산한다. 모서리를 이용한 위치계산 바업은 그림 6과 같다.
첫째, 무선랜(WLAN)을 통해 실내에 설치된 무선 AP의 신호를 이용하여 로봇의 위치를 대략적으로 파악한다. 핑거프린팅 방법[4]이 주로 사용된다.
둘째, 지자기 센서(Geo-magnetic Sensor)를 이용하여 로봇의 방향을 알아야 한다. 현재 로봇의 방향과 첫 단계에서 구한 방의 정보(방의 모양, 천장 높이, 문의 위치)를 이용하여 모서리의 방향을 계산한다.

성능/효과

(조건1) 면에 가까울수록 수직선과 이루는 각도가 크다.

후속연구

실내측위를 위해서 ZigBee나 UWB와 같이 별도의 장치를 설치하여 위치정보를 습득하는 방법[3]을 사용할 수 있으나, 본 연구에서는 고려하지 않았다. 간단한 로봇을 만들기 위해 이동 가능한 건물내 공간에 별도의 장치들을 설치하는 것 보다 영상처리 기법을 사용한 자율주행 로봇을 개발하는 것이 이 논문의 목적이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	로봇의 귀환 문제를 해결하기 위해서 필요한 것은?	로봇의 귀환 문제에서 로봇이 지금까지 이동해 온 경로를 그대로 따라 가는 것은 불필요한 이동일 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 지도와 측위기술이 필요하다. 하지만 실내에서는 GPS 신호를 수신할 수 없기 때문에 다른 방법[2, 3]을 찾아야 한다.
	로봇의 귀환 문제에서 불필요한 이동일 수 있는 것은?	로봇의 귀환 문제에서 로봇이 지금까지 이동해 온 경로를 그대로 따라 가는 것은 불필요한 이동일 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 지도와 측위기술이 필요하다.
	공항에서 주인의 스마트폰의 신호를 계산하여 일정한 거리를 유지하면 따라다니는 것은?	공항에서 주인을 로봇 캐리어(HOP)은 주인의 스마트폰의 신호를 계산하여 일정한 거리를 유지하면서 따라 다닌다. 이 논문에서 제안하는 주행로봇이 그림 1과 같이 주인을 따라서 이동하였다고 가정하자.

참고문헌 (5)

http://www.microsoft.com/robotics/
김현욱, "관성센서 위추의 하이브리드 실내측위 기술", 정보통신산업진흥원 주간기술동향, p1-14, 2011.12
안효성, 이재영, 유원필, 한규서, "지능형 로봇 공간을 위한 실내 측위기술", 전자통신동향분석, 제22권, 제2호, 2007.04

원문보기 상세보기
P. Bahl and V. N. Padmanabhan, "RADAR : An In-Building RF-based User Location and Tracking System", IEEE INFOCOM, p774-784, 2000
http://www.ntrexgo.com/

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구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
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