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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 허욱열
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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로봇산업이 발달함에 따라 로봇시장 역시 점차 커지고 있으며, 이에 따라 다양한 용도와 환경에서 로봇이 사용되어지고 있다. 기존의 로봇들은 수동적인 형태였다면 현재의 로봇은 스스로 생각하고 움직이는 지능적, 능동적인 형태로 발전하고 있다. 또한 다양한 환경과 상황에 따라 로봇의 협업이 필요한 경우가 있으며, 따라서 군집형태의 로봇에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 논문에서는 선도-추종자 방식의 군집로봇을 이용하여 출발지점 부터 목표지점까지 정적인 장애물과 동적인 장애물을 효과적으로 회피하며 이동하는 경로를 계획하는 방법을 제안한다. 군집로봇은 장애물을 회피함에 있어서 환경에 따라 고정된 대형으로 이동하는데 어려운 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기위해 선도로봇의 방향각과 선도로봇과 추종자 로봇사이의 거리를 이용하여 대형을 유연하게 변형하여 장애물과의 충돌을 회피하는 방법을 사용하고, 이동로봇의 경로계획을 위하여 포텐셜 필드를 사용하였다. 포텐셜 필드는 수학적 분석이 쉬워서 경로계획에 많이 사용되지만 이동로봇과 장애물사이의 지역최소점이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 먼저 선도로봇이 A*알고리즘을 사용하여 경로를 계획하여 지역최소점 문제를 해결하고 생성된 경로를 따라 포텐셜 필드 알고리즘을 사용하여 이동하게 된다. 또한 선도-추종자 로봇의 대형에서 추종자 로봇이 선도로봇과의 대형을 유지하기 위해 퍼지 알고리즘을 사용하여 인력장 가중치를 적절히 변화시키면서 이동하는 방법을 제안하였으며 모의 실험을 통해 선도-추종자 로봇이 제안된 경로계획 방법을 이용하여 지역최소점 문제를 해결하고 장애물을 회피하여 목표지점까지 안전하게 도착하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 선도-추종자 방식의 군집로봇을 이용하여 출발지점 부터 목표지점까지 정적인 장애물과 동적인 장애물을 효과적으로 회피하며 이동하는 경로를 계획하는 방법을 제안한다. 군집로봇은 장애물을 회피함에 있어서 환경에 따라 고정된 대형으로 이동하는데 어려운 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기위해 선도로봇의 방향각과 선도로봇과 추종자 로봇사이의 거리를 이용하여 대형을 유연하게 변형하여 장애물과의 충돌을 회피하는 방법을 사용하고, 이동로봇의 경로계획을 위하여 포텐셜 필드를 사용하였다. 포텐셜 필드는 수학적 분석이 쉬워서 경로계획에 많이 사용되지만 이동로봇과 장애물사이의 지역최소점이 발생하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 먼저 선도로봇이 A*알고리즘을 사용하여 경로를 계획하여 지역최소점 문제를 해결하고 생성된 경로를 따라 포텐셜 필드 알고리즘을 사용하여 이동하게 된다. 또한 선도-추종자 로봇의 대형에서 추종자 로봇이 선도로봇과의 대형을 유지하기 위해 퍼지 알고리즘을 사용하여 인력장 가중치를 적절히 변화시키면서 이동하는 방법을 제안하였으며 모의 실험을 통해 선도-추종자 로봇이 제안된 경로계획 방법을 이용하여 지역최소점 문제를 해결하고 장애물을 회피하여 목표지점까지 안전하게 도착하는 것을 확인하였다.
목차
국문 요약 iABSTRACT ii목 차 ⅲ그림 목차 ⅴ표 목차 ⅵ제 1 장 서 론 11.1 논문 배경 및 목표 11.2 논문 내용 및 구성 4제 2 장 선도-추종자 로봇의 대형제어 62.1 선도-추종자 접근방법 62.2 선도-추종자 로봇의 대형 변형 7제 3 장 이동로봇의 경로계획 123.1 포텐셜 필드 방법 123.2 동적인 환경에서의 포텐셜 필드 방법 153.2.1 인력장 함수 163.2.2 척력장 함수 183.3 선도로봇의 경로계획 223.3.1 알고리즘 23제 4 장 가중치 결정 알고리즘 274.1 퍼지 알고리즘을 이용한 가중치 설정 27제 5 장 모의실험 및 결과 345.1 모의 실험 환경 345.2 선도로봇의 경로계획 모의실험 355.3 대형유지 모의실험 375.4 동적 장애물 회피 모의실험 42제 6 장 결 론 47참고문헌 48
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