초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 환경에 강인한 군집로봇의 경로계획 및 대형제어에 관한 연구이다. 이동로봇에 있어서 자율주행기술은 필수적인 기술이다. 하지만, 센서융합 기술과 안전한 경로계획 없이는 안전한 주행을 이룰 수 없다. 게다가 대형을 이루어 작업해야 하는 군집로봇의 경우에는 더욱 절실한 기술이라 할 수 있다. 본 연구는 크게 센서융합, 전역경로계획, 지역경로계획, 대형제어기술에 관한 연구를 진행하였으며, 다중센서융합 기반 최적경로계획을 이용하여 다양한 환경변화를 극복하고 원하는 목표지점까지 이동하는 기술을 개발하였다.<

연구의 목적 및 내용
본 연구는 환경에 강인한 군집로봇의 경로계획 및 대형제어에 관한 연구이다. 이동로봇에 있어서 자율주행기술은 필수적인 기술이다. 하지만, 센서융합 기술과 안전한 경로계획 없이는 안전한 주행을 이룰 수 없다. 게다가 대형을 이루어 작업해야 하는 군집로봇의 경우에는 더욱 절실한 기술이라 할 수 있다. 본 연구는 크게 센서융합, 전역경로계획, 지역경로계획, 대형제어기술에 관한 연구를 진행하였으며, 다중센서융합 기반 최적경로계획을 이용하여 다양한 환경변화를 극복하고 원하는 목표지점까지 이동하는 기술을 개발하였다.
연구결과
다중센서융합 기반 군집로봇의 경로계획 및 대형제어 기법에 대하여 연구를 진행하였으며, 다양한 위험이 내재되어 있는 실내에서 안전하고 빠른 주행을 이루기 위한 결과를 도출하였다.
본 연구는 크게 네 가지 대표 연구 결과를 도출하였다. 첫 번째로 안전전역경로 계획이다. 전역경로계획 이전에 위험이 내재되어 있는 공간에 대하여 검색하고 이를 반영한 경로계획을 수행함으로써 실제 지역경로 주행 시 위험을 경감시켰다. 이 경로를 기반으로 G2연속 경로계획을 통하여 부드러운 경로를 계획하였다. 두 번째로 지역경로 계획시 장애물의 동적 상황을 반영한 뉴럴-포텐셜 방법을 이용하였다. 장애물의 위치와 속도에 따라 파라미터를 추정함으로써 동적환경에 적응 가능한 지역경로 계획을 수행하였다. 세 번째로 초음파 위성, 키넥트 등의 저가 센서융합을 통해 보다 안정된 센서정보를 획득하였다. 마지막으로 대형유지를 위해 리더의 상대적 위치를 파악하고 리아프노프 기반 대형제어기를 설계하여 안전한 대형 유지를 이루었다. 또한 위 세부 기술을 통합하고 최적화를 통해 연구 계획 시 목표하였던 정량적 연구 성과를 이루었다.
연구결과의 활용계획
본 연구를 통해 :
- 실제 환경에서 적용 가능한 주행기술 확보
- 충돌회피 기능 등을 포함한 다수 로봇의 운영기술 확보
- 항공 및 수중에서의 무인 시스템 등에 유용하게 사용가능함
- 국방 분야에서 로봇 무인화 기술 및 군집로봇 기술을 제공함으로써 무기체계의 선진화 및 군사력 증가에 큰 기여
- 이동 로봇의 환경인식 및 비주얼 서보 제어 기술을 심화시켜 첨단 기술의 선진국에 대한 기술 종속성을 탈피
- 국가기술지도(NTRM)에 입각한 국가 기술 발전에 선도적 역할

Abstract ▼

Purpose&contents
This study is about robust path planning and the formation control for the mobile robot. Navigation is the essential technology for autonomous mobile robot. However, robot can not achieve a safe navigation without sensor fusion techniques and safe path planning. It is more necess

Purpose&contents
This study is about robust path planning and the formation control for the mobile robot. Navigation is the essential technology for autonomous mobile robot. However, robot can not achieve a safe navigation without sensor fusion techniques and safe path planning. It is more necessary for the swarm robot. This study is mainly focused on sensor fusion, local and global path planning and formation control technology. Depending on the optimal path planning based on multi-sensor fusion, the mobile robot can overcome the various environmental changes to move to the target.
Result
In this study, multi-sensor fusion based mobile robot path planning and formation control techniques are used to achieve the safe and fast mobile robot navigation.
The main results of this research shows as follows. First is the safe path planning.
Before the global path planning, the robot searches the risk inherent space of the previous searched area. The performance of the path planning can reduce the risk of the mobile robot navigation in real environment. The smooth path planning can be obtained by G2 continues polynomial interpolation method. Second the fuzzy-potential field method for dynamic obstacle avoidance in the local path planning. According to the velocity and position of the obstacle, the parameter can be changed which can make a local path planning in the dynamic environment. Third is about the multi-sensor fusion, the precise position data can be obtained by ultrasonic sensor, kinect and so on. The last is using the leader following method to achieve the formation control. In addition, depending on the technologies of the study, the quantitative can be achieved using the least sensors.
Expected Contribution
According to the study:
- Navigation technology supplied to the real environment
- Technology of the multi-robots navigation and obstacle avoidance
- Possible unmanned system in the air or sea
- In the area of national defense, unmanned technology and swarm robot provide advanced military power
- Making the development of mobile robot localization and visual servo control technology
- Playing a leading role in national technology development based on National Technology Roadmap(NTRM)

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 72
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 74
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 76
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 78
• 8. 참고문헌 ... 79
• 9. 연구성과 ... 83
• 10. 기타사항 ... 88
• 끝페이지 ... 96