초록 ▼

1. 최종목표 : 옥외 안내로봇을 실제에 적용할 수 있는 단계로 기술을 upgrade하기 위해,
1)위치정확도 2.5m 이내의 Localization 기술 개발
2)위치기반 범용 옥외 안내로봇 시스템 개발
3)안내 시나리오 개발 및 안내 데이터베이스 구축 하고 이를 적용하여 옥외용 자율 안내로봇을 개발
2. 개발내용 및 결과
○ Localization : DGPS, Digital Compass 및 로봇의 Dead-Reckoning 정보를 확장칼만필터로 융합 하여 정밀도 2.2m 이내로 위치를 평가 하는

1. 최종목표 : 옥외 안내로봇을 실제에 적용할 수 있는 단계로 기술을 upgrade하기 위해,
1)위치정확도 2.5m 이내의 Localization 기술 개발
2)위치기반 범용 옥외 안내로봇 시스템 개발
3)안내 시나리오 개발 및 안내 데이터베이스 구축 하고 이를 적용하여 옥외용 자율 안내로봇을 개발
2. 개발내용 및 결과
○ Localization : DGPS, Digital Compass 및 로봇의 Dead-Reckoning 정보를 확장칼만필터로 융합 하여 정밀도 2.2m 이내로 위치를 평가 하는 방법 개발
○ 자율주행방법 개발 : 사전 선택된 경로를 로봇 스스로 찾아 주행하는 자율 주행기술 개발
○ 위치기반 자율안내 방법 개발 : 선택된 경로를 자율주행하면서 로봇의 현재 위치에 대응되는 안내 데이터를 스스로 탐색하여 안내하는 기술 개발
○ 안내로봇용 안내 시나리오 개발 및 데이터베이스 구축 : 안내로봇에 적합한 안내 시나리오 및 기법을 개발하고 시연위치의 안내데이터베이스 구축
3. 사업성과
○ 기술적 성과
1) 특허 출원 : 개발된 자율안내로봇 핵심기술에 대한 특허출원.
2) 참여업체 관련핵심기술 확보 : 참여업체가 핵심기술을 확보함으로써 서비스 로봇분야의 다양한 파생 제품 개발 기대. 또한 개발된 기술은 국내는 물론이고 세계적인 수준임
○ 경제적 성과
1) 안내로봇 사용협약체결 : 제주대학교와 1년간 개발된 안내로봇을 사용을 협약. 시연을 통해 홍보효과가 극대화 될 것으로 예상되어 참여 업체의 매출로 연결될 것으로 기대됨.
2) 지적 재산권의 경제적성 : 위치기반 자율 안내 방법은 DB가 구축된 세계 어느 지역이든지 활용이 가능한 방법으로서 국내뿐만 아니라 국외 특허로 지적재산권을 확보하면 그 경제성이 클 것으로 기대됨
○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
1) 인력양성효과 : 본 과제를 통해 로봇 위치평가, 자율주행 및 안내 시나리오 설계 등 안내로봇의 다양한 분야에 인력양성이 달성됨. 기술인력 진출로 인한 로봇산업 활성화가 기대됨.
2) 시연을 통한 로봇산업 활성화 : 제주대학교 내에 안내로봇 상시 시연을 통해 지능로봇에 대한 인식전환의 계기가 되었으며 관련 취업이나 창업 마인드가 형성되어 로봇 산업의 활성화뿐만 아니라 일자리 창출 효과가 기대됨.
4. 기술개발결과 활용계획
○ 학교 홍보용 안내로봇으로 보급 : 제주대학교 학교 홍보용으로 1년간 투입하여 시연을 함으로써 홍보에 주력함과 동시에 미비점을 보완하여 성능을 지속적으로 upgrade하여 우선적으로 도내 학교 홍보용으로 보급할 계획.
○ 캐디로봇으로 응용 : 개발된 기술을 적용하여 골프장 캐디로봇으로 발전시켜 도내 다수의 골프장에 보급계획.
○ 강의교재 및 인력양성에 활용 : 개발된 기술을 관련 교과목 내용의 일부로 편성하여 활용함으로써 향후 꾸준히 관련 인력을 양성하여 지능로봇 및 안내로봇 산업을 활성화에 기여
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 안내로봇 핵심기술의 보호를 위해 개발된 기술에 대한 특허 출원 완료. (출원번호 : 10-2014-0078037)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고 요약서 ... 3
• 목 차 ... 5
• 제 1 장 서 론 ... 8
• 제 1 절 옥외용 안내로봇 현황 ... 8
• 1. 안내로봇 현황 ... 8
• 2. 국내외 기술현황 ... 8
• 2.1) 국내 관련기술 현황 ... 8
• 2.2) 국외 관련기술 현황 ... 8
• 제 2 절 개발 필요성 ... 9
• 1. 범용 안내로봇의 필요성 ... 9
• 2. Localization 필요성 ... 10
• 3. 위치기반 자율안내로봇 작동 기술 개발 필요성 ... 10
• 4. 안내시나리오 개발의 필요성 ... 11
• 4.1) 기존 매체의 안내방법 및 한계점 ... 11
• 4.2) 안내로봇의 안내 시나리오 개발 필요성 ... 11
• 제 3 절 과제의 목표 (당초 연구계획서) ... 12
• 1. 위치정확도 2.5m 이내의 Localization 기술 개발 ... 12
• 2. 위치기반 범용 옥외 안내로봇 시스템 개발 ... 13
• 3. 안내 시나리오 및 안내 데이터베이스 구축 ... 13
• 4. 평가항목 및 방법(당초 연구계획서) ... 13
• 제 2 장 과제 개발 내용 및 방법 ... 14
• 제 1 절 안내로봇 시스템 구성 ... 14
• 1. 안내 로봇 하드웨어 구성 ... 14
• 2. 안내로봇 센서부 ... 15
• 2.1) 위성 DGPS ... 15
• 2.2) Digital Compass ... 16
• 3. 안내로봇 주 제어부 ... 16
• 제 2 절 Localization ... 18
• 1. 당초 연구계획 ... 18
• 2. 확장칼만필터 기반 Localization ... 18
• 2.1) DR Localization ... 18
• 2.2) DGPS Localization ... 19
• 2.3) 확장칼만필터 (EKF) 기반 Localization ... 20
• 2.3.1) 센서 융합의 필요성 ... 20
• 2.3.2) EKF Localization ... 21
• 3. Localization 성능 평가 결과 ... 24
• 3.1) 센서 특성분석 ... 24
• 3.2) 실험방법 및 기준좌표 설정 ... 24
• 3.3) 실험 결과 ... 26
• 4. Localization 평가항목 달성도 ... 30
• 제 3 절 안내 시나리오 개발 및 데이터베이스 구축 ... 31
• 1. 당초 연구계획 ... 31
• 2. 안내시나리오 기획 ... 31
• 2.1) 안내 시나리오 기획 방법 ... 31
• 2.2) 멀티미디어 구성 요소 ... 32
• 2.3) 시나리오 구성 ... 32
• 3. 안내 시나리오 개발 결과 ... 33
• 4. 안내 데이터베이스 구축 ... 39
• 5. 연구목표 달성도 ... 39
• 5.1) 안내 시나리오 설문조사 결과 ... 39
• 5.2) 연구목표 달성도 ... 40
• 5.3) 평가항목 달성도 ... 41
• 제 4 절 위치기반 자율안내 ... 42
• 1. 당초 연구계획 ... 42
• 2. 사전 경로인식방법 ... 42
• 2.1) 사전 경로인식의 필요성 ... 42
• 2.2) 사전 경로 인식방법 ... 43
• 3. 경로 자율주행 ... 44
• 3.1) 경로 추적 알고리즘 ... 44
• 3.2) 자율 주행 결과 ... 46
• 4. 위치기반 자율안내 알고리즘 ... 47
• 5. 자율 안내 실험 결과 ... 48
• 6. 연구목표 달성도 ... 52
• 6.1) 연구목표 달성도 ... 52
• 6.2) 평가항목 달성도 ... 53
• 제 5 절 연구 목표대비 개발 결과 종합 ... 53
• 1. Localization ... 53
• 2. 안내 시나리오개발 및 데이터베이스구축 ... 53
• 3. 안내로봇 작동 알고리즘 ... 54
• 4. 평가항목 달성도 ... 54
• 제 6 절 역할분담 및 연구인력 활용 ... 55
• 제 3 장 사업성과 ... 56
• 제 1 절 기술적 성과 ... 56
• 1. 참여업체 기술 확보 ... 56
• 2. 특허 출원 ... 56
• 3. 논문발표 준비현황 ... 57
• 제 2 절 경제적 성과 ... 57
• 1. 안내 로봇 사용 협약서 ... 57
• 2. 로봇 산업 활성화 ... 58
• 3. 기타 경제적 성과 ... 58
• 제 3 절 기타성과 ... 59
• 1. 인력양성 성과 ... 59
• 2. 지능로봇 강의 교재 확보 성과 ... 59
• 제 4 절 활용계획 ... 60
• 1. 안내 로봇으로 활용 계획 ... 60
• 1.1) 학교 홍보용 안내로봇 활용 계획 ... 60
• 1.2) 안내로봇 양산계획 ... 60
• 1.3) 홍보 및 마케팅 계획 ... 61
• 2. 캐디로봇 개발로 활용 계획 ... 61
• 3. 안내 시나리오 활용 계획 ... 62
• 4. 강의 교재로 활용 ... 63
• 제 4 장 결 론 ... 64
• 1. 기술개발 결과 ... 64
• 2. 성과 및 활용계획 ... 64
• 참고문헌 ... 66
• 부 록 : 증빙목록 ... 67
• 증빙 1 : 특허출원서 ... 68
• 증빙 2 : 안내로봇사용협약서 ... 70
• 증빙 3 : 커리큘럼확인서 ... 71
• 증빙 4 : 설문지 ... 72
• 끝페이지 ... 94