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문제 정의
- 차후에는 청소 알고리즘을 보강하여 실험하려고 한다. 또한 로봇이 동작하는 환경을 고정된 물체와 동적인 물체가 동시에 존재하는 것을 고려하려고 한다. 이러한 상황에서 청소 로봇이 동작할 수 있도록 연구할 것이다.
- 이렇게 할 경우 청소의 효율을 높일 수 있지만 단가 많이 올라가는 단점이 있다. 본 논문에서는 단가가 낮은 메인 컨트롤러를 최대한 활용하여 고 효율을 내는 것을 목표로 하고 있다.
- 본 논문에서는 약 50만원의 제작비로 저가 센서를 장착한 청소 로봇을 개발하여 고가 청소 로봇만큼의 효율을 낼 수 있음을 보인다.
- 본 논문에서는 제시한 하드웨어 구조로 실제 청소 로봇을 제작하였으며 제작된 하드웨어와 청소알고리즘의 효율성을 증명하기 위해서 실제 청소실험을 하였다.
- 본 논문에서는 청소 로봇에 저가의 센서를 장착하여 청소 로봇을 저가로 구성하여 그 성능이 고가의 청소 로봇 근접할 수 있는 저가의 청소 로봇을 제안하고자 한다. 제안하는 청소 로봇은 저가 청소 로봇의 구조의 단점을 해결할 수 있는 하드웨어 구조와 청소 효율을 높일 수 있는 알고리즘으로 구성되어 있다.
- 본 논문에서는 현재 일반적으로 사용되고 있는 저가형 청소 로봇의 비 효율성을 문제점을 해결하기 위해 지도에 기반하는 청소 로봇을 제한하였다. 제안한 청소 로봇은 저가이지만 고가의 청소 로봇에 해당하는 청소 효율을 보이는 것을 실험을 통해 증명하였다.
가설 설정
- 그림 3과 같이 가로 10m, 세로 5m 의 공간을 할당하였고 그림에서 검은색 공간은 장애물로, 흰색 공간은 장애물이 없는 구역으로 설정하였다. 그림 내부의 검은 점들은 가정에 많이 존재하는 식탁과 소파를 가정하였다. 그리고 좌측하부에 검은 점은 로봇의 초기 시작 위치이다.
- 본 논문에서 구상하는 청소 로봇은 가정 환경에 노출되어 있는 문턱과 창틀을 쉽게 이동할 수 있는 청소 로봇을 가정하고 있다. 앞에서 설명한 가정 환경의 문턱 높이(약15mm~30mm)와 창틀 넓이(약 30~80mm)를 고려하여 청소 로봇이 동작할 때 문제가 발생하지 않도록 구동 바퀴의 지름을 약 120mm, 폭 65mm의 고무바퀴를 선택하였다.
- 실험환경의 전체 단위는 5, 000로 설정하였고, 10Cm X 10 Cm 를 지도에서 한 단위로 설정하였다. 실험에서는 로봇이 3, 000 단위만 이동하는 것으로 설정하였다.
- 청소 로봇이 처음 구동되면 부분 영역 지도를 생성하고 로봇이 부분 영역 지도 가운데 있다고 가정을 한다. 최초 동작 이후 센서를 통해 측정된 데이터를 이용하여 좌측 하단으로 이동을 하면서 지도를 업데이트 한다.
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