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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최동일
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 명지대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수81
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로봇의 자기위치추정은 공간상에서 로봇의 위치를 파악하는 기술로서, 자율주행을 수행하는 데 필요한 기술 중의 하나이다. 일반적으로 GPS를 이용하여 위치를 파악하지만, 실내에서는 벽이나 천장 등에 의해 신호를 방해받아 상당히 제한적이다. 대안으로 비전 센서를 이용하는 방법이 있지만, 주변 환경으로부터 비전 센서가 획득할 환경 정보가 부족한 지역의 경우에는 정확한 자기위치추정이 어렵다. 대표적으로 실내 스포츠 경기장, 주차장, 지하 터널 등이 있다. 따라서, 본 논문에서는 환경 정보가 부족한 실내 공간에서 자율형 이동 로봇에 대한 실시간 주행 위치를 추정하는 시스템을 소개한다. 이 시스템은 탬플릿 매칭을 이용한 절대위치 기반 자기위치추정과 칼만 필터를 통한 Wheel-Visual-Inertial Odometry를 이용한 상대위치 기반 자기위치추정으로 구성되어 있다. 탬플릿 매칭 기반의 자기위치추정 결과는 로봇의 초기 절대위치를 추정하며, 이를 바탕으로 Wheel-Visual-Inertial Odometry 기반의 상대위치 결과와 융합하여 더욱 정확한 자기위치추정이 가능하도록 하였다. 제안된 방식에 대한 성능평가를 위해 로봇 시뮬레이션 프로그램인 Coppeliasim을 이용하여 진행했으며, 실제 환경에서의 정확도 평가를 위해 실내 테니스 경기장에서 메카넘 모바일 플랫폼을 이용하여 각 방식에 대한 자율주행 실험을 진행하였다. 그 결과, 탬플릿 매칭 기반의 절대위치추정은 실내 테니스 경기장 길이대비 x축(10.97m)으로 최대 0.18m의 오차와 y축(11.89m)으로 최대 0.07m의 오차가 발생함을 보이며, Wheel-Visual-Inertial Odometry의 결과는 멀티 센서 융합을 통한 상호보완적인 상대위치추정이 가능함을 확인하였다.
목차
그림 목차 ⅲ표 목차 ⅴ국문초록 ⅵ제 1 장 서론 1제 2 장 하드웨어 디자인 41. 메카넘 모바일 플랫폼 42. 멀티 비전 플랫폼 73. 카메라 94. 비콘 12제 3 장 절대 위치 기반 자기위치추정 141. 탬플릿 매칭 142. Scale and Rotate Invariant 173. 패딩과 모폴로지 연산 184. 유사도 205. 필터링 시스템 21제 4 장 상대 위치 기반 자기위치추정 251. Wheel Odometry 252. Visual-Inertial Odometry 29제 5 장 멀티 센서 융합 32제 6 장 시뮬레이션 351. 비 회전 경로 352. 회전 경로 37제 7 장 실험 381. 상대 위치 기반 자기위치추정 382. 실내 GPS용 비콘을 이용한 절대 위치 기반 자기위치추정 403. 상대 위치 기반 자기위치추정 41제 8 장 결론 및 향후 계획 44참고문헌 46부록 48Abstract 49
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