초록 ▼

서비스로봇은 21세기에 가장 성장할 것으로 예상되는 분야 중 하나이지만,아직 산업계에 서는 큰 비중을 차지하기 못하고 있다.이는 서비스로봇이 수많은 불확실성을 다룰 수 있 는 지능을 확보하지 못하고 있기 때문이다.따라서 본격적인 서비스로봇의 시대가 열리기 위해서는 ‘지능로봇 기술’의 개발이 선행되어야만 한다. 지금까지는 로봇시장의 대부분을 산업용 로봇이 주도하고 있었다.하지만 취미,오락,복 지 등에 대한 관심의 증가와 더불어 급속한 노령사회로의 진입으로 인해 서비스로봇에 대한 수요가 폭발적으로 증가하게 되고 이는 서비스로봇 시장 전

서비스로봇은 21세기에 가장 성장할 것으로 예상되는 분야 중 하나이지만,아직 산업계에 서는 큰 비중을 차지하기 못하고 있다.이는 서비스로봇이 수많은 불확실성을 다룰 수 있 는 지능을 확보하지 못하고 있기 때문이다.따라서 본격적인 서비스로봇의 시대가 열리기 위해서는 ‘지능로봇 기술’의 개발이 선행되어야만 한다. 지금까지는 로봇시장의 대부분을 산업용 로봇이 주도하고 있었다.하지만 취미,오락,복 지 등에 대한 관심의 증가와 더불어 급속한 노령사회로의 진입으로 인해 서비스로봇에 대한 수요가 폭발적으로 증가하게 되고 이는 서비스로봇 시장 전체의 규모를 비약적으로 키울 것으로 전망하였으며 이미 그 조짐을 보이기 시작했다.전 세계적으로 본격적인 기 술 경쟁이 시작된 서비스로봇 시장에서 저가 센서로 구현되는 ‘지능형 이동 기술’과 같은 기반 기술의 확보 및 선점은 경제?산업적인 측면에서의 경쟁 우위를 차지하는 데 있어 대단히 중요하다.‘지능형 이동 기술’에 대한 연구는 로봇 공학 학계에서 활발히 지속적 으로 연구되고 있다.지능형 이동 기술은 로봇이 현재 자신이 어디에 있는지를 알아내는 위치인식,현재의 위치에서 주변 상황을 파악하는 지도형성 그리고 목적지까지 지능적으 로 이동할 수 있는 자율주행이 통합적으로 구현되어 있어야 한다.이와 더불어 부정확한 저가 센서의 한계를 극복하는 기술 개발이 요구된다.이렇게 개발된 이동 기술은 최종적 으로 주어진 환경에서 별도의 조작이 없이도 스스로 환경을 인지·판단하고 작업을 수행 함과 동시에,인간과의 상호작용을 통하여 서비스를 제공할 수 있어야 한다.본격적인 서 비스로봇의 시대에는 장애인,노약자를 위한 복지용 로봇,새로운 놀이 문화를 창조할 오 락용 로봇,산업 관리와 물류이동을 대신해줄 지능형 산업용 로봇 등의 각종 로봇들이 사 회의 제반 모습들을 바꾸어 놓을 것이다.특히 빠른 고령화가 진행되고 있는 현재의 상황 을 비춰봤을 때,서비스로봇의 시대의 도래는 더욱 빠르게 진행될 것이며 이에 따른 서비 스로봇의 제반 기술인 이동로봇의 지능형 이동 기술의 개발이 필수적이다.

Abstract ▼

The finaldestination ofthisresearch isdeveloping an intelligentnavigation method for service robots in a dynamic indoor environmentwith low-cost sensors.Thisintelligentnavigation method isan integrated frameworkwhich consistsoflocalization,mapping and navigation technologies.Performance of each and

The finaldestination ofthisresearch isdeveloping an intelligentnavigation method for service robots in a dynamic indoor environmentwith low-cost sensors.Thisintelligentnavigation method isan integrated frameworkwhich consistsoflocalization,mapping and navigation technologies.Performance of each and integrated technologies satisfies our pre-defined high technological level, and the final goal of the performance contains robot's intelligent operationinindoorenvironmentswithrobustnessforalongtime. During the1ststep oftheproject(2003.6.~2005.6.),essentialtechnologiesusing high-costsensors(e.g.laserrangefinder,stereo vision,etc)aredeveloped for intelligent navigation in dynamic environments. In this process, we accomplished noticeableresultsand received thebeststudentpaperaward in theinternationalconference(ICRA'03)whichhasthehighestauthority. During the 2nd step ofthe project(2004.6~2008.6),we concentrated on the development of low-cost intelligent navigation technologies for dynamic, home-likeenvironments.Using sonar-sensorarray and web-cameras,therobot can build an environmentalmap asacombination oflineand pointfeatures, efficiently,and using thismap therobotcan localizeitsposesimultaneously. Sonar-sensorhashigh uncertaintyand low accuracy,buthasrobustnesstoan illumination change.On the otherhand,camera can givetherobotplentiful 3D informationwhereasitisweaktotheilluminationchange.Thus,wefused thesecheap,heterogeneoussensorstomaximizeanaccuracyand robustnessof the localization and mapping algorithm aftermaximizing the performance of filtering method ofeach sensor.For the navigation,we developed a high qualitygrid map method and efficientlocal/globalpathplanner.Duetothese technologies,therobotcanavoid dynamicobstaclesevenhuman,and moveto a destination along the shortest path.Allthese essentialtechnologies are integrated into a single framework with mutually organic relationship,and finally,the performance and robustness of the integrated framework was proved through many field tests in general indoor environments.In this process, we accomplished many noticeable results including international journalpapersofauthority.

목차 Contents

• 제 1장 연구개발과제의 개요...13
• 1절.연구개발 개요...13
• 1.위치인식 기술...14
• 2.지도형성 기술...14
• 3.자율주행 기술...14
• 2절.연구개발의 필요성...15
• 1.연구개발의 경제 사회 기술적 중요성...15
• 3절.연구개발목표 및 내용...18
• 1.연구개발의 최종목표...18
• 2.단계별/연차별 연구개발 목표 및 내용...18
• 제 2장 국내외 기술개발 현황...21
• 1절.국내 외 관련분야 기술개발 현황...21
• 1.해외 기술개발 현황...21
• 2.국내 기술개발 현황...25
• 2절.연구결과의 위상...27
• 제 3장 연구개발수행 내용 및 결과...29
• 1절.위치인식 기술의 개발...29
• 1.오도메트리 보정 기술...29
• 2.동적인 환경에서의 위치인식...32
• 2절.초음파 격자지도 작성 기술의 개발...35
• 1.연구배경...35
• 2.BubbleCircleMethod의 개발...35
• 3.ConflictEvaluationMethod의 개발...37
• 3절.동시 위치인식 및 지도작성 기술의 개발...40
• 1.TopologicalSLAM 기술...40
• 2.MetricSLAM 기술...45
• 4절.자율주행 기술의 개발...67
• 1.전역 경로 생성 기법 개발...67
• 2.지역 경로 생성 기법 개발...67
• 5절.알고리즘 통합...70
• 1.통합 Framework...70
• 2.GlobalLocalizationandKidnapRecovery...71