초록 ▼

연구개요
본 연구에서는 수중 로봇의 위치와 자세 정보, 그리고 주변 물체의 위치와 운동성을 추정하는 방법을 연구하였다. 이러한 연구 목적을 실현하기 위한 세부적인 연구 내용은 다음과 같다.
(1) 자세 추정
(2) 지구 자기장 오차 보정
(3) 위치 추정
(4) 로봇 위치와 물체 동시 추적

연구 목표대비 연구결과
(1) 자세 추정
⋅보편적으로 사용되고 있는 자세 추정 방법과는 차별성이 있는 기술을 연구개발하기 위하여 본 과제를 통한 연구는 지자기 측정값에 영향을 주는 bias를 비롯

연구개요
본 연구에서는 수중 로봇의 위치와 자세 정보, 그리고 주변 물체의 위치와 운동성을 추정하는 방법을 연구하였다. 이러한 연구 목적을 실현하기 위한 세부적인 연구 내용은 다음과 같다.
(1) 자세 추정
(2) 지구 자기장 오차 보정
(3) 위치 추정
(4) 로봇 위치와 물체 동시 추적

연구 목표대비 연구결과
(1) 자세 추정
⋅보편적으로 사용되고 있는 자세 추정 방법과는 차별성이 있는 기술을 연구개발하기 위하여 본 과제를 통한 연구는 지자기 측정값에 영향을 주는 bias를 비롯한 오차들을 추정하여 보정하였다.
(2) 지구 자기장 오차 보정
⋅수중 로봇의 중심과 중심외의 특정 지점에서 운동 정보를 구할 수 있고, 이 정보들을 이용하여 각 부분에서의 로봇의 속도 정보를 측정할 수 있었다. 지구 자기장 측정값의 보정을 위하여 이전까지 시도되지 않았던 속도 측정값을 사용하는 방법을 연구하였다.
(3) 위치 추정
⋅dead reckoning 방법, GNSS에 의한 보정, acoustic beacon을 이용한 방법, feature를 이용한 방법을 융합하여 로봇 3차원 위치 추정을 위한 새로운 방법을 연구하였다.
(4) 로봇 위치와 물체 동시 추적
⋅위치 추정 및 다중 물체 동시 추적을 위하여 GM PHD filter를 사용하였다. 나아가 GM PHD filter를 개선한 새로운 방법을 연구하였다.

연구개발결과의 중요성
(1) SLOT의 특성
SLOT은 수중 로봇의 활용을 위하여 SLAM보다 더 유용한 물체의 운동성 정보를 추가로 제공하여 사용하였다.
(2) 로봇 자세 추정의 필요성
로봇의 자세 정보는 로봇 운영상의 목적 및 위치 추정을 위하여 필요로 한다. 위치 추정의 정밀도를 향상하기 위해서 본 연구는 자세의 정밀도를 향상시켰다.
(3) 지구 자기장 측정값 오차 보정의 필요성
측정된 지자기에는 오차를 포함한 상태로 측정이 된다. 이러한 오차로 인하여 자세 추정에 사용되는 자기장에 영향을 미치며, 로봇의 헤딩부분에 오차가 발생된다. 자기장의 오차를 줄임으로써 정밀한 로봇의 헤딩이 추정되었다.
(4) 연구 방법론
대표적으로 칼만 필터 계열의 방법들과 입자 필터계열의 방법들이 많이 사용되어져오고 있으며, 각종 identification 방법들이 사용된다.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 자세 추정 ... 6
• (2) 지구 자기장 오차 보정 ... 6
• (3) 위치 추정 ... 7
• (4) 로봇 위치와 물체 동시 추적 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• (1) SLOT의 특성 ... 8
• (2) 로봇 자세 추정의 필요성 ... 9
• (3) 지구 자기장 측정값 오차 보정의 필요성 ... 9
• (4) 연구 방법론 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 14