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[국내논문] 뱀형 로봇에 대한 이동궤적과 장애물 회피 시뮬레이션
Locomotion of Snake Robot and Obstacle Avoidance Simulation 원문보기

대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A, 2003 Nov. 21, 2003년, pp.3 - 6  

이지우 (배재대학교 전자공학과) ,  이창훈 (배재대학교 전자공학과) ,  김용호 (배재대학교 전자공학과)

초록
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뱀형 로봇은 일반적인 바퀴형 이동로봇과 운동 메카니즘이 상이하며 다관절로 이루어져 있기 때문에 장애물 회피에 있어 빠른 정보의 처리와 이를 위한 특별한 정보가 요구된다. 이를 실현하기 위하여 로봇은 자신의 위치를 지속적으로 파악하면서 장애물의 좌표 값과 일정한 거리의 간격을 두고 움직여야 한다. 주행 궤도 및 장애물 회피를 위한 알고리즘을 검증하기 위하여 가상 뱀형 시뮬레이터를 제작하였다. 시뮬레이터는 이동 주행 궤도를 생성하고, 지나온 궤도를 재현할 수 있는 재현기(Back Tracker), 앞으로 이루어질 뱀형 로봇의 위치와 자세를 알아보는 예견기(Predictor)로 구성된다. 시뮬레이터를 통하여 주위의 장애물을 안전하게 통과할 수 있는 일반적인 알고리즘인 포텐셜함수의 특성을 알아보고, 국소 최소점(Local Minima)에 빠지기 쉬운 단점을 극복하기 위한 방안을 제시한다. 본 논문에서는 뱀의 이동 주행 궤적을 알아보고, 주위의 장애물을 안전하게 통과할 수 있도록 하는 알고리즘에 대한 고찰과 제안한 알고리즘을 소프트웨어적인 3D 시뮬레이션을 통하여 걸과를 분석하고 검증한다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 뱀형 로봇의 움직임에 대한 운동 몌카니즘을 알아보며 가상 시뮬레이션을 통하여 결과를 분석하고 검증한다. 뱀형 로봇에 대한 주행을 알아보고, 한 단계 높은 수준인 유닛 스스로 장애물 피하면서 출발지점에서 목표지접으로 이동하는 방법을.
  • 뱀형 로봇에 대한 주행을 알아보고, 한 단계 높은 수준인 유닛 스스로 장애물 피하면서 출발지점에서 목표지접으로 이동하는 방법을. 결정하도록 하는 방법에 대하여 알아본다. 이를 구현하기 위해서는 복잡한 장애물욜 간단한 장애물로 재구성해야 할 필요성이 있다.
  • 이를 구현하기 위해서는 복잡한 장애물욜 간단한 장애물로 재구성해야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 뱀형 로봇이 장애물을 인식하기 쉽도록 재구성하는 알고리즘에 대한 고찰과 살험을 통하여 검증한다. 본 논문의 결과를 분석하고 검증하기 위하여 3차원 시뮬레이터를 제착하였다.
  • 위의 그림에서처럼 국소 최소정예 빠지는 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 장얘뭍 채구성에 판 한 알고리즘을 제시한다.
  • 본 논문에서는 포텐셜 함수의 단점인 국소 최소 점에 빠지는 단점을 보완하기 위하여 아래와 같온 알고리즘 을 제안하였다. 아래의 그림은 국소 최소점에 빠지는 장애물의 일부 모형이다.
  • [그림 4]의 (a)는 장애물들이 모여 하나의 큰 U자형 장애물을 형성하고 있어 국소 최소점에 빡지게 되는 경우이다. 본 논문에서는 이동로봇이 국소 춰소점에 빠지지 않기 위해서 다음과 같은 방법을 제안한다.
  • 본 논문에서는 포텐셜 함수를 이용하여 시뮬레이션하기 위한 장애물의 재구성 방법에 대하여 제안하였다. 포텐셜 함수의 단점이 국소 최소점에 쉽게 빠진다는 단점 때문에, 다른 이동 알고리즘듈과 갚이 사용하여 우회하는 경우가 많다.
  • 본 논분에서는 뱸형 로봇의 이동꿰적에 대한 고찰과 포텐셜 함수를 통하여 장애물을 회피하여 이동하기 위한 장애물의 재구성에 대하여 알아보았다. 포텐셜 함수의 단접인 국소 춰소점에 빠지는 단점을 보완하기 위하여 최적의 볼록 다각형으로 재구성하는 방법을 사용하였다.

가설 설정

  • 이것을, .번째 절대 관절각 θi을 구하면, θio 이다. 이 식으로부터 상대 각도값을 구하면 식(3)이 된다.
  • 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 모든 장애물의 정보 틀 알고 있다는 가정을 통하여 제안한다. [그림 4]의 (a)는 장애물들이 모여 하나의 큰 U자형 장애물을 형성하고 있어 국소 최소점에 빡지게 되는 경우이다.
  • 경우이다. 이와 같은 경우 앞 절예서 사용한 convex hull을 이용하여 두개의 단절된 블록을 하나의 장애물로 인식하여 우회할 수 있지만, 본 논문에서는 로봇이 블룍 사이를 지나갈 수 있다는 가정을 통하여 두 개의 장애물로 구성된 길을 따라 이동하는 방법을 제안한다.
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