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[국내논문] 무인항공기용 실시간 장애물 탐지 및 회피 경로 생성 알고리즘
Real-time Obstacle Detection and Avoidance Path Generation Algorithm for UAV 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.22 no.6 = no.93, 2018년, pp.623 - 629  

고하윤 (한국항공대학교 항공전자정보공학부) ,  백중환 (한국항공대학교 항공전자정보공학부) ,  최형식 (한국항공우주연구원 무인기체계부)

초록
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본 논문에서는 무인항공기용 실시간 장애물 탐지 및 회피 경로 생성 알고리즘을 제안한다. 2-D Lidar를 이용하여 장애물을 검출하고, 검출 정보는 지역 회피 경로 생성을 위한 실시간 히스토그램 생성과 목표 지점까지 전역 회피 경로 생성을 위해 사용되는 2-D SLAM 지도를 생성하는데 사용된다. 지역 회피 경로 생성을 위한 VFH 알고리즘은 장애물들이 벡터 방향과 거리에 따라 얼마큼 분포되어 있는지에 대한 실시간 히스토그램을 생성하고, 이 히스토그램은 근접 장애물 검출 시 지역 회피 경로를 생성하는데 사용된다. 기존의 $RRT^*-Smart$ 알고리즘의 한계로 인해 Modified $RRT^*-Smart$ 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 새로운 노드가 생길 때 목표 지점과의 직선 경로 여부를 판단하고, 목표 지점 방향으로 생성되도록 방향성을 부여하며, 노드의 길이를 확률적으로 나누어 일정한 단위의 길이가 아닌 랜덤 단위의 길이로 퍼뜨림으로써 보다 적은 비용으로 목표 지점까지의 효율적인 전역 회피경로를 생성한다. 본 논문에서는 효율적인 회피경로를 생성하여 회피 기동함을 다양한 시뮬레이션 실험환경을 통해 검증하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a real-time obstacle detection and avoidance path generation algorithm for UAV. 2-D Lidar is used to detect obstacles, and the detected obstacle data is used to generate real-time histogram for local avoidance path and a 2-D SLAM map used for global avoidance path generatio...

주제어

표/그림 (14)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 2-D Lidar를 이용한 실시간 장애물 탐지 및 회피 경로 생성 알고리즘을 제안한다. 2-D Lidar를 통해 얻은 장애물 정보를 이용하여 VFH (vector field histogram) 알고리즘 기반의 지역 회피 경로 생성 알고리즘을 사용하며, 무인항공기와 검출된 장애물의 상대위치를 이용한 동시적 위치추정 및 2-D 지도 생성 알고리즘인 Hector SLAM (simultaneous localization and mapping)에 의해 생성된 지도를 이용하여 Modified RRT*-Smart 전역 회피 경로 생성 알고리즘을 사용한다[3].
  • 본 논문에서는 전역 회피 경로 생성을 위해 Hector SLAM을 이용하여 지속적인 지도 생성을 수행한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
VFH 기반의 지역 회피 경로 생성 알고리즘은 어떤 것을 생성하는가? 2-D Lidar를 통해 얻은 장애물 정보를 이용하여 VFH (vector field histogram) 알고리즘 기반의 지역 회피 경로 생성 알고리즘을 사용하며, 무인항공기와 검출된 장애물의 상대위치를 이용한 동시적 위치추정 및 2-D 지도 생성 알고리즘인 Hector SLAM (simultaneous localization and mapping)에 의해 생성된 지도를 이용하여 Modified RRT*-Smart 전역 회피 경로 생성 알고리즘을 사용한다[3]. VFH 기반의 지역 회피 경로 생성 알고리즘은 전역 경로에 따른 이동 또는 호버링 상태에서 근접 고정 장애물 및 동적 장애물에 대한 지역 회피 경로를 생성한다. Modified RRT*-Smart (rapidly exploring the random tree star-smart) 기반의 전역 회피 경로 생성 알고리즘은 최초의 RRT 알고리즘을 확장시킨 RRT*Smart 알고리즘의 단점을 보완하여 보다 적은 연산, 노드, 거리 비용으로 효율적인 전역 회피 경로를 생성한다.
VFH 기반 지역 회피 경로 생성 알고리즘에서 급격한 무인기의 비행으로 인한, Hector SLAM 지도 생성에서 발생하는 위치추정 오류 등을 고려하여 비행속도를 얼마로 제어하였는가? VFH 기반 지역 회피 경로 생성 알고리즘은 단독적 지역 회피경로 생성뿐만 아니라, Modified RRT*-Smart 기반의 전역 회피기동 중 근접 장애물 검출 시에도 발동되어, 발동 시 지역 회피기동 후 전역 회피 경로는 재생성 되어 목적 지점까지 전역 회피 기동한다. 이 때, 급격한 무인기의 비행으로 인한, Hector SLAM 지도 생성에서 발생하는 위치추정 오류 등을 고려하여 초속 1.25m/s로 비행 속도를 제한하여 비행하도록 제어하였다. 제안하는 알고리즘의 성능은 3-D 공간 시뮬레이터인 GAZEBO를 이용하여 검증하였다.
Hector SLAM은 무엇인가? 본 논문에서는 2-D Lidar를 이용한 실시간 장애물 탐지 및 회피 경로 생성 알고리즘을 제안한다. 2-D Lidar를 통해 얻은 장애물 정보를 이용하여 VFH (vector field histogram) 알고리즘 기반의 지역 회피 경로 생성 알고리즘을 사용하며, 무인항공기와 검출된 장애물의 상대위치를 이용한 동시적 위치추정 및 2-D 지도 생성 알고리즘인 Hector SLAM (simultaneous localization and mapping)에 의해 생성된 지도를 이용하여 Modified RRT*-Smart 전역 회피 경로 생성 알고리즘을 사용한다[3]. VFH 기반의 지역 회피 경로 생성 알고리즘은 전역 경로에 따른 이동 또는 호버링 상태에서 근접 고정 장애물 및 동적 장애물에 대한 지역 회피 경로를 생성한다.
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참고문헌 (10)

  1. A. J. Barry, and R. Tedrake, "Pushbroom stereo for high-speed navigation in cluttered environments," in International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Seattle: WA, pp. 3046-3052, 2015. 

  2. M. Siam, R. ElSayed, and M. ElHelw. "On-board multiple target detection and tracking on camera-equipped aerial vehicles," in 2012 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, Guangzhou: China, pp. 2399-2405, 2012. 

  3. S. Kohlbrecher, J. Meyer, T. Graber, K. Petersen, U. Klingauf, and O. V. Stryk "Hector open source modules for autonomous mapping and navigation with rescue robots," Robot Soccer World Cup, 17th ed. Heidelberg, Germany: Springer, 2013. 

  4. M. Quigley, B. Gerkey, K. Conley, J. Faust, T. Foote, J. Leibs, E. Berger, R. Wheeler, and A. Ng "ROS: an open-source Robot Operating System," ICRA Workshop on Open Source Software, Vol. 3, No. 3.2, pp. 1-6, 2009. 

  5. S. W. Lee, Y. G. Moon, S. H. Kim, and M. C. Lee, "Navigation technique of unmanned vehicle using potential field method," Transaction of Korean Society of Automotive Engineers, Vol 19, No. 4, pp. 8-15, 2011. 

  6. A. H. Hamad, and F. B. Ibrahim, "Path planning of mobile robot based on modification of vector field histogram using Neuro-Fuzzy algorithm," International Journal of Advanced Computer Technology(IJACT), Vol. 2, No. 3, pp. 129-138, 2010. 

  7. Y. K. Hwang, and N. Ahuja, "A potential field approach to path planning," IEEE Transactions on Robotics and Automation, Vol. 8, No. 1, pp. 23-32, February, 1992. 

  8. F. Islam, J. Nasir, U. Malic, Y. Ayaz, and O. Hasan, "RRT*-Smart: Rapid convergence implementation of RRT* towards optimal solution," in International Conference Mechatronics and Automation(ICMA), Chengdu: China, pp. 1651-1656, 2012. 

  9. J. Ge, F. Sun, and C. Liu, "RRT-GD : An efficient rapidly-exploring random tree approach with goal directionality for redundant manipulator path planning," in Robotics and Biomimetics (ROBIO0), Qingdao: China, pp. 1983-1988, 2016. 

  10. W. G. Aguilar, D. S. Sandoval, J. Caballeros, L. G. Alvarez, A. Limaico, G. A. Rodriguez, and F. J. Quisaguano, "Graph Based RRT Optimization for Autonomous Mobile Robots", in International Conference on Intelligent Science and Big Data Engineering(IScIDE), Springer: Switzerland, pp. 12-21, 2018. 

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