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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이응혁
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 한국산업기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2022
2021
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현재 지능화된 협업 로봇의 작업자 추종을 위한 센서로는 비전 센서와 LiDAR가 보편적으로 사용되고 있고, 성능도 우수하다고 보고되고 있으나, 센서 시스템이 고가이고, 추종 대상이나 주변 환경에 뚜렷한 특징이 없거나 사전에 작업자 및 환경과의 캘리브레이션을 통한 보정 과정이 이뤄지지 못한다면 추종 정밀도를 보장할 수 없다는 문제를 내포하고 있다.
이를 개선하기 위해 본 논문에서는 저가의 초음파센서를 적용하여 추종하는 방법을 제안한다. 그러나 초음파센서를 이용한 작업자 추종 시스템은 초음파센서의 고유 특성으로 인해 다음의 문제가 발생한다. 첫 번째는 초음파센서의 허용 입사각 밖으로 작업자가 이탈한 경우이고, 두 번째로는 로봇은 안전거리를 유지하며 추종하기 때문에 시간 지연이 발생하며 이를 극복하기 위해 작업자의 이동 경로보다 작은 궤적으로 이동하는 경우이다.
따라서 본 논문에서는 사용환경에 영향을 받지 않고 작업자의 위치 추정을 원활하게 하기 위해 두 개의 초음파 송신부와 한 개의 초음파 수신부를 R/F 무선통신과 한 쌍으로 구성하는 센서 시스템을 적용하여 이상의 문제를 해결하기 위한 2가지 방법을 제안한다. 초음파센서의 작업자 검출 성능을 향상을 위해 초음파 송신부의 넓은 송신 교차영역을 만들 수 있는 단일 액추에이터를 이용한 차동 구동 링크구조를 설계하고, 추종 시 발생하는 시간 지연으로 인한 주행 안정성 문제를 해결하기 위해 영역 기반 주행기법을 제안한다.
제안된 기법을 검증하기 위해 ‘S’,‘L’,‘8’의 급선회 경로가 포함된 경로 추종 실험을 진행하여 추정 영역 확장 및 급선회에 대한 안정적 추종을, 가로, 세로, 2m, 4m 공간에서 영역 기반 주행기법을 검증하였다.
경로 추종 실험 결과 급선회로 인해 추종 불능상태 시 비동기 회전을 통한 30%이상의 추정영역 확장 및 안정적 재추종을 확인하였으며 영역 기반 주행기법을 보편적 주행기법과 비교하여 약 65%의 주행 성능을 향상했다.
이를 개선하기 위해 본 논문에서는 저가의 초음파센서를 적용하여 추종하는 방법을 제안한다. 그러나 초음파센서를 이용한 작업자 추종 시스템은 초음파센서의 고유 특성으로 인해 다음의 문제가 발생한다. 첫 번째는 초음파센서의 허용 입사각 밖으로 작업자가 이탈한 경우이고, 두 번째로는 로봇은 안전거리를 유지하며 추종하기 때문에 시간 지연이 발생하며 이를 극복하기 위해 작업자의 이동 경로보다 작은 궤적으로 이동하는 경우이다.
따라서 본 논문에서는 사용환경에 영향을 받지 않고 작업자의 위치 추정을 원활하게 하기 위해 두 개의 초음파 송신부와 한 개의 초음파 수신부를 R/F 무선통신과 한 쌍으로 구성하는 센서 시스템을 적용하여 이상의 문제를 해결하기 위한 2가지 방법을 제안한다. 초음파센서의 작업자 검출 성능을 향상을 위해 초음파 송신부의 넓은 송신 교차영역을 만들 수 있는 단일 액추에이터를 이용한 차동 구동 링크구조를 설계하고, 추종 시 발생하는 시간 지연으로 인한 주행 안정성 문제를 해결하기 위해 영역 기반 주행기법을 제안한다.
제안된 기법을 검증하기 위해 ‘S’,‘L’,‘8’의 급선회 경로가 포함된 경로 추종 실험을 진행하여 추정 영역 확장 및 급선회에 대한 안정적 추종을, 가로, 세로, 2m, 4m 공간에서 영역 기반 주행기법을 검증하였다.
경로 추종 실험 결과 급선회로 인해 추종 불능상태 시 비동기 회전을 통한 30%이상의 추정영역 확장 및 안정적 재추종을 확인하였으며 영역 기반 주행기법을 보편적 주행기법과 비교하여 약 65%의 주행 성능을 향상했다.
목차
표 목차 iii그림목차 iv국문요약 vi제 1 장 서 론 1제 2 장 모바일로봇의 작업자 추종 시스템 6제 1 절 모바일로봇의 작업자 추종을 위한 기술 분석 6제 2 절 초음파센서 기반 작업자 위치 추정 시스템 9제 3 절 위치 추정 정보 기반 주행/ 시스템 14제 3 장 안정적 작업자 추종을 위한 기법 19제 1 절 초음파센서의 작업자 검출 성능 향상을 위한 방법 19제 2 절 안정적 추종을 위한 주행 알고리즘 29제 4 장 실험 및 고찰 38제 1 절 실험환경 구축 38제 2 절 안정적 작업자 추종 실험 결과 44제 5 장 결론 58참 고 문 헌 59ABSTRACT 63
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