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[국내논문] 포텐셜 필드와 유동적인 대형제어를 이용한 선도-추종자 로봇의 장애물회피
Obstacle Avoidance of Leader-Follower Robots Based on Potential Field and Flexible Formation 원문보기

대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회, 2015 July 15, 2015년, pp.1389 - 1390  

박재형 (인하대학교) ,  허욱열 (인하대학교)

초록
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본 논문에서는 선도-추종자 로봇의 대형을 유동적으로 변형하며 장애물을 효과적으로 회피하는 방법을 제안한다. 로봇이 장애물을 회피함에 있어서 고정된 대형으로 이동하는데 어려운 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기위해 장애물 회피시 선도로봇의 방향각과 위치, 선도로봇과 추종자 로봇의 거리를 이용하여 대형을 유동적으로 변형하여 장애물과의 충돌을 회피하는 방법을 사용하고 로봇의 경로계획을 위하여 포텐셜 필드 알고리즘을 사용하였다. 본 논문에서는 Matlab을 이용한 모의실험을 통하여 제안된 방법의 성능을 확인하였다.

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

문제 정의

  • 본 논문에서는 선도-추종자 로봇이 대형을 변형하며 장애물을 회피하기위한 방법을 제안한다. 추종자 로봇은 선도로봇을 움직이는 목표점으로 간주하고 선도-추종자 접근방법에서 l - θ방법을 사용하여 절대좌표에서 선도로봇과 일정한 거리와 각도를 유지할 수 있도록 로봇을 제어 한다.
  • 본 논문에서는 포텐셜 필드를 이용하여 이동로봇의 경로를 계획하고 선도-추종자 로봇의 대형을 제어하며 장애물을 회피하는 방법을 제안하였다. 경로계획시 로봇과 목표점, 장애물간의 위치, 속도, 가속도에 관련된 인력장과 척력장 함수를 만들었고, 고정장애물과 동적장애물의 회피 방법을 나타내었다.

가설 설정

  • 포텐셜 필드 알고리즘은 목표점과 이동로봇 사이의 끌어당기는 힘인 인력(Attractive force)과 장애물과 이동로봇 사이의 충돌을 피하기 위한 척력(Repulsive force)로 표현된다. 이동로봇과 장애물의 위치와 속도, 가속도는 측정된다고 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
포텐셜 필드 알고리즘은 무엇으로 표현되는가? 본 논문에서는 선도-추종자 로봇의 경로계획을 위해 포텐셜 필드 알고리즘을 사용한다[2-3][5]. 포텐셜 필드 알고리즘은 목표점과 이동로봇 사이의 끌어당기는 힘인 인력(Attractive force)과 장애물과 이동로봇 사이의 충돌을 피하기 위한 척력(Repulsive force)로 표현된다. 이동로봇과 장애물의 위치와 속도, 가속도는 측정된다고 가정한다.
군집로봇의 대형을 제어하는 방식 중 선도-추종자 접근방법의 장점은 무엇인가? 행위기반 접근방법은 상황에 따른 행동을 취할 수 있도록 로봇을 제어하는 방법으로 다수의 임무를 수행하기 좋으나 수학적으로 표현하기 어려운 단점을 가진다. 선도-추종자 접근방법은 하나의 로봇을 선도자(Leader)로 지정하고 나머지 로봇을 추종자(Follower)로 지정하여 선도자를 추종하며 이동하는 제어방법으로 분산제어가 가능한 장점이 있다.
가상구조 방법의 특징은 무엇인가? 군집로봇의 대형을 제어하는 방식은 가상구조 접근방법(Virtual structure approach), 행위기반 접근방법(Behavior based approach), 선도-추종자 접근방법 (Leader-Follower)으로 분류된다[1]. 가상구조 방법은 군집로봇을 하나의 로봇으로 규정하고 제어하는 방법으로 Lyapunov 이론을 이용하여 안정성을 증명하였지만 대형변형이 어려운 단점을 가지고 있다. 행위기반 접근방법은 상황에 따른 행동을 취할 수 있도록 로봇을 제어하는 방법으로 다수의 임무를 수행하기 좋으나 수학적으로 표현하기 어려운 단점을 가진다.
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