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문제 정의
- 본 논문에서는 이러한 기존 청소 로봇이 갖는 문제점을 보완하기 위해 위치 인식 센서 네트워크 기반의 청소 로봇 시스템을 구현하였다. 구현된 응용은 기본적으로 PC를 통해 모니터링 할 수 있으며, 청소 로봇의 이동 위치정보를 수집하여 빈 청소 구간의 이동, 중복 청소 구간의 회피를 하며, 사용자가 원하는 위치로 이동하는 기능을 구현하였다.
제안 방법
- 시스템을 구현하였다. 구현된 응용은 기본적으로 PC를 통해 모니터링 할 수 있으며, 청소 로봇의 이동 위치정보를 수집하여 빈 청소 구간의 이동, 중복 청소 구간의 회피를 하며, 사용자가 원하는 위치로 이동하는 기능을 구현하였다. 또한 TCP/IP을 통해 기존 인프라와의 네트워킹이 가능하도록 하였다.
- 구현된 응용은 기본적으로 PC를 통해 모니터링 할 수 있으며, 청소 로봇의 이동 위치정보를 수집하여 빈 청소 구간의 이동, 중복 청소 구간의 회피를 하며, 사용자가 원하는 위치로 이동하는 기능을 구현하였다. 또한 TCP/IP을 통해 기존 인프라와의 네트워킹이 가능하도록 하였다.
- 하지만 정확한 좌표를 위해서는 니stene「가 정지 한 후 약3초 정도의 지연이 발생하여 그림4의 구조로 새로운 촤표 산출 알고리즘을 산출 하였다. 또한 기존 C「ickote 거리와 위치에 대한 산출 방법이 분리되어 있었으나 위치 산출 알고리즘을 C「ick矽t에 구현하였다. 그림 4와 같이 Listened 2개의 Beacon으로부터 거리 정보 £如(眼?cel, £成做源力를 수신 안다, 두 Beacon 사이의 거리 (Usmett初谕와 높이 (分는 사용자가 세팅을 한다.
- 된 부분을 판단 할 수 있게 되었다. 또한 사용자 중심의 모니터링 툴에서 무선으로 청소기를 제어 하여 사용자의 명령에 따라 청소가 가능한 청소로봇을 구현 하였다. 또한 모니터링 툴에 TCP/IP 기능을 구현하여 인터넷이 되는 어느 곳에서든 청소기의 상태횰 파악 할 수 있고, 청소기의 상태를 제어 할 수 있다.
- 유저 인터페이스는 툴의 전체적인 모양과 각종 다이얼로그 및 컨트롤들을 MFC로 구현하였다. 렌더링 모듈은 OpenGI을 이용하여 모니터링 간단한 3D 환경으로 볼 수 있도록 하였다. 수학 모듈은 3D 환경에 적합한 계산을 유용하게 하기 위해 Vector 등의 수학 객체를 간단하게 구현하였다.
- 모니터링 툴에서 네트워크 기능을 추가 하여 인터넷이 가능한 곳에서 제어가 가능하도록 구현 하였다. 모니터링 구현은 게 5가지 모듈로 이루어져 있다.
- 본 논문에서 구현한 전체 시스템은 그림 3과 같으며 로봇 청소거에 탑재된 니stener는 Beacon으로부터 거리 데이터를 받아 자신의 위치 좌표률 산출한다. 산출한 데이터는 PC와 연결된 Listens로 전송되며 PC에서 실행되는 모니터링 퉇 프로그1램을 통해 청소기의 위치를 보여준다.
- 기존청소 로봇화 달리 PC에서 모니터링이 가능하고 청소 로봇 스스로 미홉한 청소 구간에 이동하여 청소 동작을 수행 한다. 사용자가 원하는 위치로의 이동과 청소 로봇의 개별 제어룔 할 수 있는 시스템율 구현 하였다.
- 센서 네트워를 이용하여 센서 노드의 위치를 측정하고 센서노드를 I-robot사의 청소로봇 Roomba에 연결하여 위치기반의 청소 로봇 시스템을 구현하였다. 기존청소 로봇화 달리 PC에서 모니터링이 가능하고 청소 로봇 스스로 미홉한 청소 구간에 이동하여 청소 동작을 수행 한다.
- 렌더링 모듈은 OpenGI을 이용하여 모니터링 간단한 3D 환경으로 볼 수 있도록 하였다. 수학 모듈은 3D 환경에 적합한 계산을 유용하게 하기 위해 Vector 등의 수학 객체를 간단하게 구현하였다. 맵 구조 관리 모듈은 청소 구역을 관리하기 위해 맵 구조체를 만들고, 이동 할 때마다 궤적을 판단하여 청소 여부와 횟수를 체크하여 표시한다.
- 시스템 구현은 사용자 입장에서 실제 생활에서 사용 가능 한 기능을 구현 하였다. 먼저 모드를 2가지로 나누어 자동모드, 사용자 모드로 구성 된다, 자동도드는 청소 시작을 모니터링 툴에서 지시 해주면 Roomba의 내장된 알고리즘으로 청소를 시작 한다.
- 모니터링 구현은 게 5가지 모듈로 이루어져 있다. 유저 인터페이스는 툴의 전체적인 모양과 각종 다이얼로그 및 컨트롤들을 MFC로 구현하였다. 렌더링 모듈은 OpenGI을 이용하여 모니터링 간단한 3D 환경으로 볼 수 있도록 하였다.
- 전체 적인 시스템 구현 확인을 위하여 그림7과 같은 데모 환경을 구축 하였으며 위에서 기술된 구현 내용을 확인 하였다.
- 한다. 제공하는 모터 제어가 Step 단위로 동작하지 않아 타이밍과 센서 데이터로 알고리즘을 제작하였다.
- 통신 모듈은 윈도우 소켓을 이용하여 서버 모듈과 클라이언트 모듈을 Select 방식으로 구현하고, CHcket 보드와의 통신을 위해 시리얼 통신 관련 부분도 제작하였다' 청소 로봇을 동작 시키면 그림 6과 같이 모니터링 툴에 청소 궤적이 나타난다. 구역으로 지정해 놓은 셀 당 지나간 횟수를 카운트 하여 셀의 색을 바꾸어 주었다 현재 5단계로 세팅이 되어 있고 청소기가 많이 지나 갈 때마다 진한 색으로 바뀌는 것을 볼 수 있다.
- 산출 하논 방식이다. 하지만 정확한 좌표를 위해서는 니stene「가 정지 한 후 약3초 정도의 지연이 발생하여 그림4의 구조로 새로운 촤표 산출 알고리즘을 산출 하였다. 또한 기존 C「ickote 거리와 위치에 대한 산출 방법이 분리되어 있었으나 위치 산출 알고리즘을 C「ick矽t에 구현하였다.
대상 데이터
- 구현에 사용된 청소 로봇은 현재 가정에서 가장 많이 사용되고 있는 4「obot사의 RoombaS 사용하였다. 이 제품에는 RoombaS 제어할 수 있도록 SCKSerial Cont「이 Interfa眼)가 제공되며 [5], 제어를 위해 사용자는 정해진 명령 코드를 시리얼 통신으로 입력 가능하다.
성능/효과
- 또한 모니터링 툴에 TCP/IP 기능을 구현하여 인터넷이 되는 어느 곳에서든 청소기의 상태횰 파악 할 수 있고, 청소기의 상태를 제어 할 수 있다. 기존 청소 로봇이 가지는 닫힌 공간에서의 무한 루프 발생 문제를 해결 하였으며, 지능적으로 청소 상태를 파악하여 청소 동작을 결정하여 청소 품질을 향상 되었다.
후속연구
- 위치 측정값이 한계를 갖는다. Cricket에서 들어오는 초음파와 RF 신호 시간차의 결과인 두 노드 간의 거리 값이 니stener에 비동기 적으로 들어온 데이터에 대한 추정기법을 향상시킬 것이다. 기뇽면에서 청소 로못동작 알고리즘을 향상 시켜 동작의 신속성과 청소 기능의 효율성을 높이고, 모니터링 풀에서는 PDA와 같은 모바일에서의 구현을 하여 사용자 이동성에 대한 연구를 진행 할 것이다.
- Cricket에서 들어오는 초음파와 RF 신호 시간차의 결과인 두 노드 간의 거리 값이 니stener에 비동기 적으로 들어온 데이터에 대한 추정기법을 향상시킬 것이다. 기뇽면에서 청소 로못동작 알고리즘을 향상 시켜 동작의 신속성과 청소 기능의 효율성을 높이고, 모니터링 풀에서는 PDA와 같은 모바일에서의 구현을 하여 사용자 이동성에 대한 연구를 진행 할 것이다.
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