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이동 로봇의 자율 주행용 함수 개발 및 구현
Development and Implementation of Functions for Mobile Robot Navigation 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.8 no.3, 2013년, pp.421 - 432  

정석기 (조선대학교 제어계측공학과) ,  고낙용 (조선대학교 제어계측공학과) ,  김태균 (조선대학교 제어계측공학과)

초록
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본 논문은 이동 로봇의 자율 주행을 위한 중요한 기술 중 하나인 위치 추정을 위한 함수 구현에 관해 서술되었다. 기존의 로봇 자율주행용 함수 라이브러리 중 일부는 모의실험에만 사용할 수 있기 때문에 실제 적용에 제한이 따른다. 본 논문은 실내 이동 로봇의 위치 추정을 위해 사용할 수 있는 함수의 개발에 중점을 두었다. 함수들은 추측항법, 이동 로봇의 운동 모델, 거리 측정 센서의 측정 모델, 그리고 빈번히 사용되는 방향 관련 연산에 대해 구현되었다. 구현된 함수들은 다양한 로봇과 센서에 적용할 수 있다. 사용자는 적절한 함수를 선택하여 로봇 운동과 센서 측정 불확실성의 다양한 유형을 구현할 수 있다. 구현된 함수들은 모의실험과 실제 실험을 통해 시험 및 증명되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes implementation of functions for mobile robot localization, which is one of the vital technologies for autonomous navigation of a mobile robot. There are several function libraries for mobile robot navigation. Some of them have limited applicability for practical use since they c...

주제어

#이동 로봇   #위치 추정 라이브러리   #자율주행   #차륜 구동 로봇   #이륜차 로봇 모델  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이동 로봇의 자율주행을 위해 사용 가능한 라이브러리는 무엇이 있는가? 이동 로봇의 자율주행을 위해 사용 가능한 라이브러리는 MRPT(Mobile Robot Programming Toolkit)[2-4], Robotics Toolbox for Matlab[5][6], uRON(Univ ersal Robot Navigation)[2][7], CARMEN(Carnegie M ellon Robot Navigation Toolkit)[2][8], 그리고 Karto SDK[2][9] 등이 있다. 각각의 라이브러리는 적용된 알고리즘, 작업환경, 그리고 사용방법 등의 제약으로 사용자가 로봇에 적용하기에 어려움을 지닌다.
자율주행 기술에 필요한 구현은 무엇인가? 자율주행 기술은 로봇이 주변 환경을 파악하는 지도 작성, 로봇 스스로의 위치를 파악하는 위치 인식 기술, 목적지까지의 경로를 결정하기 위한 경로 계획 기술, 그리고 장애물을 피하기 위한 회피기술의 구현이 필요하다. 이 기술 중 위치 인식 기술은 가장 중요하다.
Robotics Toolbox for Matlab를 이용한 모의실험으로는 무엇이 있는가? Robotics Toolbox for Matlab은 Matlab을 이용하여 모의실험을 할 수 있도록 만든 라이브러리이다. 이 라이브러리를 이용한 모의실험으로는 추측 항법, 확장 칼만 필터 알고리즘을 적용한 위치 추정, 랜드 마크(Land Mark)의 위치를 찾는 지도 작성, 확장 칼만 필터를 적용한 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping), 그리고 몬테카를로 알고리즘(Monte Carlo Algorithm)을 이용한 위치 추정 등이 있다. 이와 같이 Robotics Toolbox for Matlab은 위치 추정에 관한 다양한 모의실험을 할 수 있는 장점이 있다.
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참고문헌 (20)

  1. 진조철, "위치 인식 시스템 개발 동향 소개", 한국통신학회지, 25권, 4호, pp. 5-10, 2008. 

  2. 유원필, 최성록, 이재영, 박승환, "로봇주행 기술 및 표준화 동향", 전자통신동향분석, 26권, 6호, pp. 108-119, 2011. 

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  3. Jose Luls Blanco Claraco, "Development of Scientific Applications with the Mobile Robot Programming Toolkit", The MRPT reference book, 2010. 

  4. http://www.mrpt.org/ 

  5. Peter Corke, Robotics, "Vision and Control Fundamental Algorithms in MATLAB", Springer, 2011. 

  6. http://www.petercorke.com/RVC/ 

  7. 유원필, "설명회자료-범용 로봇 주행 라이브러리 uRON", 한국전자통신연구원, 2009. 

  8. http://carmen.sourceforge.net/home.html 

  9. http://www.kartorobotics.com/ 

  10. 정석기, "이동 로봇의 위치 추정을 위한 함수 라이브러리 개발", 조선대학교 석사 학위 논문, 2013. 

  11. Julius Maximilian Univeresitat Wurzburg, "Kinematics of a car-like moile robot", 2003. 

  12. 정문수, 안성수, "Autonomous Naviagation system for Power Wheelchair System", 한국전자통신학회논문지, 4권, 1호, pp. 37-45, 2009. 

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  13. Bruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Luigi Villani, Giuseppe Oriolo, "Robotics Modelling", Planning and Control, Springer, 2009. 

  14. 남택근, 김철승, "비 홀로노믹 구속조건을 이용한 수중 이동체의 자세제어 연구," 한국항해항만학회, 28권, 6호, pp. 469-474, 2004. 

  15. Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, Dieter Fox, "Probabilistic Robotics", The MIT Press, 2005. 

  16. 윤강섭, "초음파 위성 시스템을 위한 개선된 위치추정 알고리즘", 한국전자통신학회논문지, 6권, 5호, pp. 775-781, 2011. 

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

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  18. 노성우, 김태균, 고낙용, 배영철, "이동로봇의 GPS위치 정보 보정을 위한 파티클 필터", 한국전자통신학회논문지, 7권, 2호, pp. 381-389, 2012. 

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  19. 김태균, 고낙용, 노성우, "초음파 비이컨을 사용한 이동로봇 실내 주행용 파티클 필터 SLAM", 한국전자통신학회논문지, 7권, 2호, pp. 391-399, 2012. 

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  20. Hester, P., Stone, P., "Navigation information and line observation for Monte Carlo Localizat ion", Proc. 2008 IEE Int. Conf. Robotics and Automation, pp. 2764-2769, 2008. 

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