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도킹 포메이션을 이용한 차량형 이동 로봇의 자율 주차
Autonomous Parking of Car-Like Mobile Robot Using Docking Formation 원문보기

Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지, v.51 no.10, 2014년, pp.180 - 189  

권지욱 (연세대학교 글로벌융합기술원) ,  김진효 (연세대학교 글로벌융합공학부, 연세대학교 글로벌융합기술원) ,  서지원 (연세대학교 글로벌융합공학부, 연세대학교 글로벌융합기술원)

초록
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본 논문은 무인 자동차의 자율주차 알고리즘 개발을 위하여 이 문제를 차량형 이동로봇의 위치-자세 안정화 (posture regulation) 문제로 치환하고 이렇게 치환된 문제를 해결할 수 있는 차량형 이동로봇을 위한 도킹 포메이션과 궤환선형화 제어기법을 제안한다. 경로생성 기법과 최적화 기법을 기반으로 하는 기존의 연구결과들에 비해, 본 논문에서 제안하는 자율주차 알고리즘은 자율주차 문제를 도킹 포메이션 기반의 위치-자세 안정화 문제로 치환하고 입력제한을 고려할 수 있는 궤환선형화 제어기법을 적용함으로써 적은 연산량과 낮은 성능의 프로세서만으로도 무인 자동차의 자율 주차가 가능하도록 한다. 본 논문에서 제안된 차량형 이동로봇의 도킹 포메이션과 궤환선형화 제어기법의 유효성은 안정성 해석을 통하여 보이고, 본 논문에서 제안하는 자율주차 알고리즘의 성능은 모의실험 및 실제 로봇을 통한 실험결과를 통하여 검증한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

For a autonomous parking of unmanned car, this paper proposes a posture regulation algorithm of a car-like mobile robot, which is supported by a docking formation and a feedback linearization control law. Unlike the previous researches based on a path-planning and optimization algorithms, the autono...

주제어

#Unmanned car   #autonomous parking   #posture regulation   #docking formation   #feedback linearization  

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

문제 정의

  • 본 논문에서는 위의 조건을 만족하기 위하여 도킹-포메이션을 이용한 비홀로노믹 제약조건을 가지는 차량형 이동로봇의 자율주차 알고리즘을 제안한다. 도킹-포 메이션은 [9]에서 제안되어 비홀로노믹 제약조건을 가 지는 두빈(Dubin) 모델 이동로봇의 정지 및 이동 플랫 폼으로의 도킹 시스템 모두에 적용가능 한 알고리즘으로 제안되었다.
  • 본 논문은 무인 자동차의 자율 주차 문제를 차량형 이동로봇의 위치-자세 안정화 문제로 치환하고 이를 도킹 포메이션과 궤환선형화 제어 알고리즘을 이용하여 해결하였다. 본 논문에서 제안하는 도킹 포메이션 기반의 자율 주차 알고리즘을 자율 주차 문제에 적용하였을때 기존의 경로 생성 알고리즘 기반의 주차 알고리즘에 비하여 많은 연산량과 그에 따를 고성능의 프로세서에 대한 고비용을 줄일 수 있다.

가설 설정

  • (1)에서 차량형 이동로봇의 제어입력은 v와 Ψ이고, 이때, 본 논문에서는 이동로봇의 동적제어기 (Dynamic Controller)에 의하여 설계된 모션제어입력이 충분히 구현 가능함을 가정한다.
  • 본 논문에서는 다음과 같은 차량형 이동로봇의 기구학 구조를 가정한다[11] .
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자율주차 알고리즘에 대한 연구는 주차방식에 따라 어떻게 나뉘어 연구되어 왔는가? 자율주차 알고리즘에 대한 연구는 비홀로노믹 제약 (nonholonomic constraint)을 가지는 아커만 (Ackelmann) 구조 또는 자전거(Bicycle) 구조의 이동로봇 제어와 유사한 문제로서 연구되어왔다 [5～8] . 주차방식에 따라 크게 직각주차 (Garage Parking)과 평행주차 (Parallel Parking)의 두 범주로 나뉘어 연구되어 왔다. 먼저, [5]에서 n차 다항식을 이용하여 주차를 위한 주행 경로를 생성하고 이를 추종하도록 하였으나 [5]에서 나타난 일부 상황(또는 초기조건)에 대해서만 적용 가능 하여 다양한 초기조건에 대응하지 못한다.
자율주차 알고리즘에 대한 연구는 무엇과 유사한 문제로 연구되어 왔는가? 자율주차 알고리즘에 대한 연구는 비홀로노믹 제약 (nonholonomic constraint)을 가지는 아커만 (Ackelmann) 구조 또는 자전거(Bicycle) 구조의 이동로봇 제어와 유사한 문제로서 연구되어왔다 [5～8] . 주차방식에 따라 크게 직각주차 (Garage Parking)과 평행주차 (Parallel Parking)의 두 범주로 나뉘어 연구되어 왔다.
자동차의 무인화 연구들이 다양하게 진행되고 있는 이유는? 이동수단의 무인화 추세에 따라 자동차의 무인화 연구들이 다양하게 진행되고 있다. 특히, 구글의 무인 자동차의 상용화가 눈앞에 다가오면서 관련된 연구들의 양과 질이 많은 성장을 거두었다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (13)

  1. H. P. Sun, "A Study on the automotive ADAS market diffusion factors," The Korean Institute of Cummunications and Information Sciences Summer Conference, pp. 942-945, 2009. 

  2. S. Y. Park, Y. S. Song, and H. J. Kim, "Visual landmark based parking assistance system in constrained environment," Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers SP, vol. 49, no. 1, pp. 31-40, 2012. 

  3. C. K. Choi, "Intelligent parking assist technology," The Korean Society of Automotive Engineers 2013 ITS Workshop, pp. 223-241, 2013. 

  4. B. Y. Lee "Development of BMW automatic parking system," Journal of the KSME, vol. 43, no. 5, pp. 27-27, 2003. 

  5. T.-H. S. Li and S.-J. Chang, "Autonomous fuzzy parking control of a car-like mobile robot", IEEE Trans. on Syst., Man, and Cybern.-Part A: Systems and Humans, vol. 33, no. 4, pp. 451-465, Jul. 2003. 

    상세보기 crossref

  6. X. Xiong and B.-J. Choi, "Design of genetic algorithm-based parking system for a autonomous vehicle", International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems, vol. 9, no. 4, pp. 275-280, Dec. 2009 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. G. Lini, A. Piazzi, and L. Consolini, "Multioptimization of $\eta$ 3-splines for autonomous parking", Proc. of CDC-ECC, FL, USA, Dec, 2011. 

  8. K. Min, J. Choi, H. Kim, and H. Myung, "Design and implementation of path generation algorithm for controlling autonomous driving and parking", ICCAS, Jeju, Korea, Oct. 2012. 

  9. J.-W. Kwon and J. Seo, "Docking control on both stationary and moving stations based on docking formation", IET Electronics Letters, vol. 50, no. 6, pp. 426-438, Mar. 2014. 

    상세보기 crossref

  10. R. W. Brockett, "Asymptotic stability and feedback stabilization," in Differential Geometric Control Theory, pp. 181-191, 1983. 

  11. A. De Luca, G. Oriolo, and C. Samson, "Feedback control of a nonholonomic car-like robot," in Robot motion planning and control, ed: Springer, pp. 171-253, 1998. 

  12. D. Chwa 'Tracking control of differential-drive wheeled mobile robots using a backstepping-like feedback linearization', IEEE Trans. Syst. Man Cybern., Part A, vol. 40, no. 6, pp. 1285-1295 

  13. H. K. Khalil, Nonlinearsystems, 3rd ed., PrenticeHall, 2001. 

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