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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 盧三赫
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 홍익대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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본 연구는 로봇이 사전에 생성된 환경 정보가 없는 미지의 환경에 놓였을 때 환경을 탐색하며 매핑을 하는 로봇 알고리즘에 관한 것이다. 최근 로봇 기술이 급속하게 발전하며 기업뿐만 아니라 가정에 이르기까지 서비스 로봇이 사용되고 있다. 로봇은 자신의 임무를 수행하기 위해 로봇 스스로 환경을 파악하고 지도를 생성해야 한다. 이를 수행하기 위해서 Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) 알고리즘이 사용된다. 그러나 SLAM 알고리즘은 미지의 환경을 모두 탐색하기 위해서 로봇이 어떻게 이동해야 하는가에 대한 방법을 제시하지는 않는다. 이런 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 SLAM을 사용하는 미지의 영역을 탐색하는 알고리즘을 제안한다.
본 연구는 미지의 영역을 탐색하기 위해 그리드와 하이브리드 맵의 특성을 모두 갖는 새로운 형태의 하이브리드 지도를 제안한다. 제안하는 하이브리드 지도는 저 메모리를 요구하는 특성을 가지고 있다. 미지의 영역을 탐색하는 알고리즘과 하이브리드 지도를 임베디드 보드 환경에 구현하고, 실제 로봇을 제작하여 알고리즘이 실용가능성 있음을 보인다. 실험 결과 하이브리드 맵을 사용하는 탐색 알고리즘으로 미지의 영역을 탐색하고 지도를 생성할 수 있으며 기존 그리드 지도와 비교 했을 때 약 6%의 메모리를 사용하여 환경 지도를 생성할 수 있다. 또한 제안하는 탐색 알고리즘을 실생활에 적용할 수 있는지를 검사하기 위해 커버리지 알고리즘과 비교 실험을 하여 기존 커버리지 보다 약 23% 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 본 연구의 알고리즘이 실 로봇에 사용 가능함을 알 수 있었다.
본 연구는 미지의 영역을 탐색하기 위해 그리드와 하이브리드 맵의 특성을 모두 갖는 새로운 형태의 하이브리드 지도를 제안한다. 제안하는 하이브리드 지도는 저 메모리를 요구하는 특성을 가지고 있다. 미지의 영역을 탐색하는 알고리즘과 하이브리드 지도를 임베디드 보드 환경에 구현하고, 실제 로봇을 제작하여 알고리즘이 실용가능성 있음을 보인다. 실험 결과 하이브리드 맵을 사용하는 탐색 알고리즘으로 미지의 영역을 탐색하고 지도를 생성할 수 있으며 기존 그리드 지도와 비교 했을 때 약 6%의 메모리를 사용하여 환경 지도를 생성할 수 있다. 또한 제안하는 탐색 알고리즘을 실생활에 적용할 수 있는지를 검사하기 위해 커버리지 알고리즘과 비교 실험을 하여 기존 커버리지 보다 약 23% 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 본 연구의 알고리즘이 실 로봇에 사용 가능함을 알 수 있었다.
목차
제 1 장 서론 11.1 연구의 배경 3제 2 장 관련 연구 및 배경 지식 62.1 그리드 지도 62.2 토폴로지 지도 102.3 SLAM 122.3.1 문제 정의 122.3.2 확률 SLAM 132.4 Cell Decomposition 17제 3 장 RcB-Map 기반의 탐색 알고리즘 213.1 하이브리드 맵의 구조 213.2 센서 모델 273.3 탐색 알고리즘 283.4 커버리지 알고리즘 33제 4 장 N815 로봇 시스템 364.1 1차 프로토타입 제작 364.2 2차 프로토타입 제작 384.3 3차 프로토타입 제작 39제 5 장 성능 평가 425.1 성능 평가 환경 425.1.1 N815 로봇 425.1.2 시뮬레이션 435.2 탐색 성능 445.3 커버리지 성능 505.4 메모리 사용량 52제 6 장 결론 54참 고 문 헌 56영 문 요 약 63
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