초록 ▼

연구의 목적 및 내용
이동로봇의 위치추정기술은 수년 동안 다양하게 연구되어왔다. 하지만, 기존의 위치추정 기술들은 특정 환경조건에서만 제한적으로 사용될 수 있었기 때문에 비효율적이었다. 따라서 본 연구는 이러한 한계를 극복하고 환경변화에 적응할 수 있는 위치추정기술을 개발하기 위해 수행되었다. 본 연구에서는 다양한 환경변화에 강인한 위치추정기술의 완성을 위해 따르는 3가지를 목표로 하였다.
1) 이동로봇 차륜의 기구학적 모델링 오차에 대한 정밀보정기술 개발
2) 다양한 노면환경에 대하여 로봇 스스로 적응하는 확률적

연구의 목적 및 내용
이동로봇의 위치추정기술은 수년 동안 다양하게 연구되어왔다. 하지만, 기존의 위치추정 기술들은 특정 환경조건에서만 제한적으로 사용될 수 있었기 때문에 비효율적이었다. 따라서 본 연구는 이러한 한계를 극복하고 환경변화에 적응할 수 있는 위치추정기술을 개발하기 위해 수행되었다. 본 연구에서는 다양한 환경변화에 강인한 위치추정기술의 완성을 위해 따르는 3가지를 목표로 하였다.
1) 이동로봇 차륜의 기구학적 모델링 오차에 대한 정밀보정기술 개발
2) 다양한 노면환경에 대하여 로봇 스스로 적응하는 확률적 운동모델 자동구축기술 개발
3) 실내·외 전천후 위치추정기술과 가변구조센서시스템 기술 개발
본 연구를 통해 개발된 위치추정기술의 성능은 다양한 특성을 가진 환경에서의 실험을 통해 검증되었다.
연구결과
본 연구의 결과는 다음 3가지의 주요 연구결과로 요약될 수 있다.
1) 이동로봇 차륜 모델링 오차에 대한 정밀보정기술
- 차륜의 기구학적 모델링 오차의 비선형적 상호간섭 및 복합오차를 반영한 오도메트리 정밀보정기술을 개발함.
- 시뮬레이션 및 실 환경시험을 통해 기존기법 대비 보정성능이 향상되었음을 검증함.
2) 이동로봇의 운동모델 구축기술
- 방향각 오차의 특성을 이용한 운동모델 구축기술을 개발함.
- 구축된 운동모델을 이용하여 오도메트리 오차를 보정하기 위한 시험경로를 설계함.
- 시뮬레이션 및 실 환경시험을 통해 기존기법 대비 위치인식 정밀도가 향상되었음을 검증함.
3) 환경변화에 강인한 레이저 거리센서기반 위치추정기술
- 레이저 빔의 반사특성을 고려함으로써 레이저 거리센서에 의해 측정된 거리의 유형을 평가하는 기술을 개발함.
- 기존의 레이저 거리센서기반 위치추정기술은 잘 동작하지 않는 환경에서도 강인한 위치추정 성능을 보임.
연구결과의 활용계획
본 연구를 통해 개발된 위치추정기술은 현재 상용화 단계인 지능형 자율주행로봇의 핵심적인 기반기술이다. 따라서 무인순찰로봇, 안내로봇, 물류이송로봇, 청소로봇 등 다양한 이동형 서비스 로봇에 활용이 가능하며, 이러한 로봇들의 상용화에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.
또한, 개발된 위치추정 기술에 대하여 기술이전 및 사업화를 추진함으로써 산업전반에서 다양한 이동로봇의 수요를 창출하기 위해 활용할 계획이다.

Abstract ▼

Purpose&contents
Localization technologies for mobile robots have been variously researched for many years. However, existing technologies were inefficient because they could be limitedly used in specific environmental conditions. Therefore, this research have been performed in order to overcome

Purpose&contents
Localization technologies for mobile robots have been variously researched for many years. However, existing technologies were inefficient because they could be limitedly used in specific environmental conditions. Therefore, this research have been performed in order to overcome limitations of existing technologies and develop localization technologies that have a self-adaptability to various environmental changes. The scope of this research is divided into following three issues:
1) Accurate calibration of the kinematic parameter modeling error of mobile robots
2) Automatic updating of the probabilistic motion model of a self-adaptive mobile robot under various floor conditions
3) Robust localization and reconfigurable sensor system design
The performance of localization technologies developed through this research is verified by experimental results that were obtained in various environments.
Result
The results of this research can be summarized as follows:
1) Accurate calibration of kinematic modeling errors for mobile robots
- Development of accurate calibration schemes considering coupled effect of kinematic modeling error sources
- Improvement of calibration performance compared with conventional methods
2) Development of the motion model for mobile robots
- Development of the motion model using characteristics of the orientation error
- Design of the test track for odometry calibration based on the developed motion model
- Improvement of the localization accuracy compared with conventional methods in a practical environment
3) The laser range sensor based-localization that is robust to environmental changes
- Development of a technique that estimates the types of the distances measured by a laser range finder
- Robust localization performance in environments where existing localization technologies do not reliably operate
Expected Contribution
Localization technologies developed through this research are the core component technologies for autonomous mobile robots. Thus, they can facilitate commercialization of various mobile service robots, such as patrol robots, guide robots, transfer robots and cleaning robots.
Besides, developed localization technologies will be utilized to create a demand for various mobile robots in the whole industry through technology transfer.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 18
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 51
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 55
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 55
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 56
• 8. 참고문헌 ... 57
• 9. 연구성과 ... 59
• 10. 기타사항 ... 72
• 끝페이지 ... 83