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제안 방법
- 본 논문에서는 비전 시스템을 사용하며 미리 정해진 인공적인 마커와 이동로봇간의 상대적 위치 및 자세를 추정한다.
- 본 논문에서는 위치 추정 시 생길 수 있는 카메라의 오차보상을 위해 칼만필터 사용을 제안하였다. 실제 위치 x축으로 49cm, y축으로 7cm 상의 거리서 측정한 결과 그림 6를 통해 알 수 있듯이 칼만필터를 사용하여 영상정보로부터 위치를 추정한 결과가 필터를 사용하지 않은 결과 보다 정확하였다.
- 본 논문에서는 제어기 혼합을 이용한다. 실시간으로 선속도 값과 각속도 값을 각각 구하여 다음과 같이 혼합하여 제안한다.
- 본 연구에서는 보다 정밀하고 향상된 성능을 보이기 위해 견실한 제어기법을 사용한 영상 피드백 제어 기법을 제안하였다. 이를 위하여 목표점에 미리 정해진 인공의 마커를 설치하고 비전 카메라로부터 특징점을 찾아 검출하는 알고리즘을 사용하였고 검출된 결과를 이용해 마커와 이동로봇의 상대적인 위치와 자세정보를 추정한 후 추정오차를 보완하기 위해 이미지기반 제어방법을 사용한 제어 방법을 제안하였다.
- 이를 위하여 목표점에 미리 정해진 인공의 마커를 설치하고 비전 카메라로부터 특징점을 찾아 검출하는 알고리즘을 사용하였고 검출된 결과를 이용해 마커와 이동로봇의 상대적인 위치와 자세정보를 추정한 후 추정오차를 보완하기 위해 이미지기반 제어방법을 사용한 제어 방법을 제안하였다. 위치기반 비쥬얼 서보제어의 문제점인 카메라 시야각에서 벗어날 수 있는 단점을 해결하기 위한 위치기반 비쥬얼 서보제어와 이미지기반 비쥬얼 피드백제어방법을 결합한 방법을 사용하였고, 표적으로의 위치와 진입각을 고려하기 위하여 특정한 자세로의 비선형 안정화 제어기를 사용하였다. 모의실험을 통해 제시된 제어기의 안정성 검증과 성능 향상을 보일 뿐만 아니라, 이를 실제 로봇 실험에 적용하여 알고리즘의 성능을 검증하였다.
- 본 연구에서는 보다 정밀하고 향상된 성능을 보이기 위해 견실한 제어기법을 사용한 영상 피드백 제어 기법을 제안하였다. 이를 위하여 목표점에 미리 정해진 인공의 마커를 설치하고 비전 카메라로부터 특징점을 찾아 검출하는 알고리즘을 사용하였고 검출된 결과를 이용해 마커와 이동로봇의 상대적인 위치와 자세정보를 추정한 후 추정오차를 보완하기 위해 이미지기반 제어방법을 사용한 제어 방법을 제안하였다. 위치기반 비쥬얼 서보제어의 문제점인 카메라 시야각에서 벗어날 수 있는 단점을 해결하기 위한 위치기반 비쥬얼 서보제어와 이미지기반 비쥬얼 피드백제어방법을 결합한 방법을 사용하였고, 표적으로의 위치와 진입각을 고려하기 위하여 특정한 자세로의 비선형 안정화 제어기를 사용하였다.
데이터처리
- 본 절에서는 모의실험을 통해 제안한 제어기의 타당성을 보인다. 모의실험에서는 비선형 자세 제어를 적용하여 최단 거리로 수렴함을 보이고 본 논문에서 제안한 자세 제어기의 성능을 확인하기 위하여 다른 방법의 비선형 제어기(20)과 선형 제어기 (14-16)을 비교하였다. 그림 3을 통하여 제어기 각각의 성능을 비교한 결과 본 논문에서 제안한 제어기가 다른 제어기들보다 카메라 시야각과 목표지점으로의 입사각을 고려한 이동을 하는 데 있어 나은 성능을 보임을 확인 하였다.
이론/모형
- 레이블링을통해서도 특징점 들의 좌표를 구할 수 있지만 영상에 보이는 마커 형태에 따라 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 정확한 정보 획득을 위해 앞서 설명한 코너 검출 방법을 사용하였다[6].
- 이동로봇 제어를 위해 특징점 들의 좌표를 구해야 하는데 본 논문에서는 해리스 코너 검출기법[21]을 사용하여 특징점 들의 좌표를 구하였다. 레이블링을통해서도 특징점 들의 좌표를 구할 수 있지만 영상에 보이는 마커 형태에 따라 오차가 발생할 수 있다.
- 하지만 패닝과 틸팅을 하기 위하여 추가적으로 장비를 장착하여야 하고 이 모델 또한 이동로봇 제어에 영향을 주기 때문에 보다 복잡한 알고리즘을 설계해야 한다. 한편, 기존 연구에서 사용된 위치기반제어 방식으로 비선형성을 평형점 부근에서 선형화 시킨 모델[14]을 바탕으로 안정화 제어기를 적용하였다[15-16]. 하지만 이 경우 비선형 영역에서의 제어 기능에 한계를 가져올 수 있다는 문제점을 가지고 있기 때문에 이를 해결하기 위하여 새로운 연구가 필요하다.
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