이동 타겟 추적 및 얇은 막대 배치를 위한 N-R과 EKF방법을 이용한 로봇비젼제어기법 개발 :Development of robot vision control schemes using the N-R and EKF methods for the moving target tracking and slender bar placement tasks

홍성문

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자료유형: 학위논문

저자정보: 홍성문 (조선대학교, 조선대학교 대학원)

지도교수: 장완식

발행연도: 2015

저작권: 조선대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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2015

얇은 막대 추적을 위한 뉴턴 랩슨 방법을 이용한 2개 로봇 비젼제어기법 개발

홍성문 , 장완식 , 김재명 외 1명 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 2015.04 학술대회자료

얇은 막대 배치를 위한 N-R방법과 EKF방법을 이용한 로봇 비젼 제어기법 평가

홍성문 , 장완식 , 김재명 외 3명 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 2015.04 학술대회자료

이동 타겟 추적 및 얇은 막대 배치를 위한 N-R과 EKF방법을 이용한 로봇비젼제어기법 개발

홍성문 기계공학과 2015.01 학위논문

2014

불확실한 환경에서 얇은 막대 배치작업을 위해 제시된 2개 로봇 비젼제어기법 평가

홍성문 , 장완식 , 김재명 대한기계학회 춘추학술대회 2014.11 학술대회자료

점 이동 타겟 추적을 위한 N-R방법에 근거한 2개 로봇 비젼제어 알고리즘

홍성문 , 장완식 , 남민국 외 2명 대한기계학회 춘추학술대회 2014.11 학술대회자료

이동 타겟 추적을 위한 N-R과 EKF방법의 로봇비젼제어기법에 관한 연구

홍성문 , 장완식 , 김재명 한국생산제조학회지 2014.10 학술저널

타겟 추적을 위해 2개의 로봇 비젼제어기법 개발

홍성문 , 장완식 , 김재명 외 2명 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 2014.04 학술대회자료

점 배치 작업을 위한 2개의 로봇 비젼제어기법 개발

홍성문 , 장완식 , 손재경 외 2명 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 2014.04 학술대회자료

2013

N-R과 EKF방법의 로봇비젼제어기법을 활용한 강체배치작업

홍성문 , 장완식 , 손재경 외 2명 대한기계학회 춘추학술대회 2013.12 학술대회자료

이동물체 추적을 위한 N-R과 EKF방법의 로봇비젼제어기법

홍성문 , 장완식 , 김재명 외 1명 대한기계학회 춘추학술대회 2013.12 학술대회자료

고정타겟에 대한 강체 배치 작업시 EKF 알고리즘을 이용한 로봇비젼 제어기법

홍성문 , 장완식 , 손재경 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 2013.05 학술대회자료

장애물 출현시 강체 배치작업을 위한 EKF 알고리즘의 로봇비젼 제어기법

홍성문 , 장완식 , 손재경 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 2013.05 학술대회자료

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This thesis presents the robot vision control schemes using batch and data moving schemes of Newton-Raphson (N-R) method, and the recursive scheme of Extended Kalman Filter (EKF) method for a moving target tracking, and slender bar placement in the uncertainty of circumstance. The vision system model used for this study involves the six camera parameters(). explains the uncertainty of camera''s orientation and focal length, and explains the unknown relative position between the camera and the robot. In order to develop the robot vision control scheme, the batch and moving data schemes of N-R, and a the recursive schemes of EKF are developed for the estimation of the six camera parameters. Then, based on the estimated six parameters using three cameras, control schemes of the robot‘s joint angles are developed for the moving targets tracking and slender bar placement using both N-R and EKF methods. Especially, for the placement of slender bar in the uncertainty of circumstance, the discontinuous trajectory caused by obstacles is divided into three obstacle regions, which are beginning region, middle region, and near target region. Each obstacle region involves of 10 obstacles. Then, the effects of number of obstacles using the proposed robot''s vision control schemes are investigated in each obstacle region.
Finally, in order to evaluate its strengths and weaknesses of three robot vision control schemes. the proposed three robot''s vision control schemes is demonstrated experimentally by performing the moving target tracking, and the slender bar placement in discontinuous trajectory by obstacle.

List of Photos Ⅴ
List of Tables Ⅴ
List of Figures Ⅸ
Nomenclature ⅩⅣ
Abstract ⅩⅤ
제 1 장 서 론
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 및 내용 5
제 2 장 비젼시스템 모델
2.1 기구학 모델 8
2.2 비젼시스템 모델 9
제 3 장 로봇 비젼알고리즘의 수학적 모델링
3.1 N-R방법 11
3.1.1 카메라 매개변수 모델 11
3.1.2 로봇 관절각 모델 13
3.2 EKF방법 15
3.2.1 카메라 매개변수 모델 16
가. 측정모델의 보정 16
나. 예측 모델 17
3.2.2 로봇 관절각 모델 17
가. 측정모델의 보정 18
나. 예측 모델 19
3.2.3 EKF방법의 초기 값 추정 20
제 4 장 로봇 비젼알고리즘의 제어기법
4.1 고정 타겟에 대한 제어기법 22
4.1.1 N-R방법의 일괄처리기법 22
가. 장애물이 없는 경우 22
나. 장애물이 출현하는 경우 26
4.1.2 EKF방법의 순환기법 32
가. 장애물이 없는 경우 32
나. 장애물이 출현하는 경우 36
4.2 이동 타겟에 대한 제어기법 41
4.2.1 N-R방법의 일괄처리기법 41
4.2.2 N-R방법의 데이터 이동기법 45
4.2.3 EKF방법의 순환기법 50
제 5 장 실험장치 및 실험방법
5.1 실험장치 구성 53
5.2 시험모형 54
5.3 실험방법 55
5.3.1 점 이동 타겟 추적 55
5.3.2 장애물 출현 시 고정된 얇은 막대 배치 56
제 6 장 실험 결과
6.1 점 이동 타겟 57
6.1.1 비젼 시스템 모델의 적합성 비교 57
가. N-R방법의 일괄처리기법 결과 58
나. N-R방법의 데이터 이동기법 결과 60
다. EKF의 순환기법 결과 62
6.1.2 점 이동 타겟 추적 결과 65
가. N-R방법의 일괄처리기법 결과 65
나. N-R방법의 데이터 이동기법 결과 71
다. EKF방법의 순환기법 결과 77
6.1.3 점 이동 타겟에 대한 실험 결과 비교 83
6.2 고정된 얇은 막대 배치 85
6.2.1 비젼 시스템 모델의 적합성 비교 85
가. N-R방법의 일괄처리기법 결과 85
나. EKF기법의 순환기법 결과 94
6.2.2 장애물이 없는 경우 고정된 얇은 막대 배치 결과 102
가. N-R방법의 일괄처리기법 결과 102
나. EKF방법의 순환기법 결과 103
6.2.3 장애물 출현 시 고정된 얇은 막대 배치 결과 105
가. N-R방법의 일괄처리기법 결과 105
나. EKF방법의 순환기법 결과 115
6.2.4 고정된 얇은 막대 배치 실험 결과 비교 124
제 7 장 결 론 128
REFERENCES 131

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