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실내 환경에서 RFID와 초음파를 이용한 이동로봇의 위치 추정에 관한 연구
A Study on the Localization using Passive RFID and Sonar for Mobile Robot In Indoor environment 원문보기

대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문, 2007 Oct. 26, 2007년, pp.331 - 332  

정기호 (한국산업기술대학교 전자공학과) ,  장철웅 (한국산업기술대학교 전자공학과) ,  강신혁 (한국산업기술대학교 전자공학과) ,  이동광 (한국산업기술대학교 전자공학과) ,  염문진 (한국산업기술대학교 전자공학과) ,  장문석 (인하대학교 전자공학과) ,  공정식 (대덕대학 마이크로로봇과) ,  권오상 (경기공업대학 자동화시스템과) ,  이응혁 (한국산업기술대학교 전자공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper we analyze whether recent Radio Frequence Identification technology can be used to improve the localization of mobile robot in their environment. This system make use of power control because Tag with Reader distance measurement. We are accurately the low at former time than the enviro...

AI 본문요약
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제안 방법

  • 만약 이 파워 값이 거리에 따라 선형적 이라면 태그와 안테나의 거리를 추정할 수 있다. 논문에서는 두 개 이상의 태그를 벽면에 부착하고 초음파 센서를 사용해서 1M 이상의 거리에서 삼각법으로 위치를 추정할 수 있었다.
  • 논문은 레이저 스캐너를 이용해서 맵을 그려 나가는 방법을 사용하는데 이때 RFID를 이용하면 로봇의 위치 추정이 몬테카를로법을 적용해 더 정확해짐을 실험을 통해 보여준다. 본 연구에서는 수동 태그에서 송신되는 RF 안테나의 주파수를 받아 태그의 내부 코일이 유도기전력을 발생 시켜 태그에 칩을구동하고 다시 RF 안테나 수산부로 정보를 보내주는 방식을 응용했다. RF 의 송신 파워는 조절할 수 있으며 이때 파워를 조절하여 태그를 동작할 경우 어느 일정한 파워 레벨 이하에서 태그를 읽지 못한다면 태그와 안테나의 거리가 일정거리이상 떨어져 있다고 할 수 있다.
  • Intel에서는 900MHz RFID 와 레이저 스캐너를 이용해서 위치를 추정하는 연구 논문을 발표 하였다. 논문은 레이저 스캐너를 이용해서 맵을 그려 나가는 방법을 사용하는데 이때 RFID를 이용하면 로봇의 위치 추정이 몬테카를로법을 적용해 더 정확해짐을 실험을 통해 보여준다. 본 연구에서는 수동 태그에서 송신되는 RF 안테나의 주파수를 받아 태그의 내부 코일이 유도기전력을 발생 시켜 태그에 칩을구동하고 다시 RF 안테나 수산부로 정보를 보내주는 방식을 응용했다.
  • 25도와 45도 일 때 측정한 값을 비교해보면 45도에서 측정한 데이터가 정면에서 측정한 데이터와 가장 근사한 값을 가지는 것을 알 수 있다. 이와 같은 결과로 우리는 로봇이 벽을 따라 주행을 할 때 안테나를 45도 각도로 톨어서 벽을 향하게 한 상태로 로봇을 진행 시켰다.

대상 데이터

  • 로봇은 그림 6에서와 같이 X축 5m, Y축 50cm 위치에서 출발을 한다. 로봇이 이동하면서 바퀴에 달린 인코더를 이용해 실시간 자신의 위치롤 갱신하며 주행을 한다.
  • 수신 안테나와 리더기를 사용하여 구성하였다. 로봇의 크기는 넓이 40cm 높이가 60cm인 로봇으로 RFID Antenna를 부착하였을 경우 높이는 80cni이다. 실험에 사용한 RFID 리더기와 태그는 MATRICS회사의 SR-400 제품을 사용하였다.
  • 본 논문에서는 그림 4와 같이 실험을 위해서 Int이 PXA255를 사용하였고 로봇에 구동을 위해 3축 지원 모션 드라이브와 장애물의 회피를 위해 초음파 어레이 12개를 사용하였다. RFID 시스템과의 통산은 RS 232 방식을 사용하였고, 2개의 900MHz송.
  • RFID 시스템과의 통산은 RS 232 방식을 사용하였고, 2개의 900MHz송. 수신 안테나와 리더기를 사용하여 구성하였다. 로봇의 크기는 넓이 40cm 높이가 60cm인 로봇으로 RFID Antenna를 부착하였을 경우 높이는 80cni이다.
  • 로봇의 크기는 넓이 40cm 높이가 60cm인 로봇으로 RFID Antenna를 부착하였을 경우 높이는 80cni이다. 실험에 사용한 RFID 리더기와 태그는 MATRICS회사의 SR-400 제품을 사용하였다. 이 리더기는 총 4개의 송신과 수신안테나를 부착할 수 있으며 초당 최대 800개 최소 200개의 태그를 읽어 들일 수 있다.
  • 안테나는 송신과 수신부가 따로 분리돼 있으며, 그림 5 와 같이 송신안테나는 아래쪽에 수신안테나는 위에 장착하였다. 실험에 사용한 태그는 가로 세로 10.2cm의 Passive 태그를 사용하였다.
  • 실험은 전체 크기가 가로6m X 세로 5m 되는 공간에 벽으로 둘러싸인 환경에서 진행하였다. RFID 의 전파 특성상 중간에 장애물을 두지 않았다.

이론/모형

  • 어레이 12개를 사용하였다. RFID 시스템과의 통산은 RS 232 방식을 사용하였고, 2개의 900MHz송. 수신 안테나와 리더기를 사용하여 구성하였다.
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