The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences (한국전자통신학회논문지)

Korea Institute of Electronic Communication Science (한국전자통신학회)
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Development and Implementation of Functions for Mobile Robot Navigation

이동 로봇의 자율 주행용 함수 개발 및 구현

  • 정석기 (조선대학교 제어계측공학과) ;
  • 고낙용 (조선대학교 제어계측공학과) ;
  • 김태균 (조선대학교 제어계측공학과)
  • Received : 2013.02.21
  • Accepted : 2013.03.22
  • Published : 2013.03.31
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Abstract

This paper describes implementation of functions for mobile robot localization, which is one of the vital technologies for autonomous navigation of a mobile robot. There are several function libraries for mobile robot navigation. Some of them have limited applicability for practical use since they can be used only for simulation. Our research focuses on development of functions which can be used for localization of indoor robots. The functions implement deadreckoning and motion model of mobile robots, measurement model of range sensors, and frequently used calculations on angular directions. The functions encompass various types of robots and sensors. Also, various types of uncertainties in robot motion and sensor measurements are implemented so that the user can select proper ones for their use. The functions are tested and verified through simulation and experiments.

본 논문은 이동 로봇의 자율 주행을 위한 중요한 기술 중 하나인 위치 추정을 위한 함수 구현에 관해 서술되었다. 기존의 로봇 자율주행용 함수 라이브러리 중 일부는 모의실험에만 사용할 수 있기 때문에 실제 적용에 제한이 따른다. 본 논문은 실내 이동 로봇의 위치 추정을 위해 사용할 수 있는 함수의 개발에 중점을 두었다. 함수들은 추측항법, 이동 로봇의 운동 모델, 거리 측정 센서의 측정 모델, 그리고 빈번히 사용되는 방향 관련 연산에 대해 구현되었다. 구현된 함수들은 다양한 로봇과 센서에 적용할 수 있다. 사용자는 적절한 함수를 선택하여 로봇 운동과 센서 측정 불확실성의 다양한 유형을 구현할 수 있다. 구현된 함수들은 모의실험과 실제 실험을 통해 시험 및 증명되었다.

Keywords

References

  1. 진조철, "위치 인식 시스템 개발 동향 소개", 한국통신학회지, 25권, 4호, pp. 5-10, 2008.
  2. 유원필, 최성록, 이재영, 박승환, "로봇주행 기술 및 표준화 동향", 전자통신동향분석, 26권, 6호, pp. 108-119, 2011.
  3. Jose Luls Blanco Claraco, "Development of Scientific Applications with the Mobile Robot Programming Toolkit", The MRPT reference book, 2010.
  4. http://www.mrpt.org/
  5. Peter Corke, Robotics, "Vision and Control Fundamental Algorithms in MATLAB", Springer, 2011.
  6. http://www.petercorke.com/RVC/
  7. 유원필, "설명회자료-범용 로봇 주행 라이브러리 uRON", 한국전자통신연구원, 2009.
  8. http://carmen.sourceforge.net/home.html
  9. http://www.kartorobotics.com/
  10. 정석기, "이동 로봇의 위치 추정을 위한 함수 라이브러리 개발", 조선대학교 석사 학위 논문, 2013.
  11. Julius Maximilian Univeresitat Wurzburg, "Kinematics of a car-like moile robot", 2003.
  12. 정문수, 안성수, "Autonomous Naviagation system for Power Wheelchair System", 한국전자통신학회논문지, 4권, 1호, pp. 37-45, 2009.
  13. Bruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Luigi Villani, Giuseppe Oriolo, "Robotics Modelling", Planning and Control, Springer, 2009.
  14. 남택근, 김철승, "비 홀로노믹 구속조건을 이용한 수중 이동체의 자세제어 연구," 한국항해항만학회, 28권, 6호, pp. 469-474, 2004.
  15. Sebastian Thrun, Wolfram Burgard, Dieter Fox, "Probabilistic Robotics", The MIT Press, 2005.
  16. 윤강섭, "초음파 위성 시스템을 위한 개선된 위치추정 알고리즘", 한국전자통신학회논문지, 6권, 5호, pp. 775-781, 2011.
  17. 노성우, 고낙용, 김태균, "위치 추정, 충돌 회피, 동작 계획이 융합된 이동로봇의 자율주행 기술 구현", 한국전자통신학회논문지, 6권, 1호, pp. 148-156, 2011.
  18. 노성우, 김태균, 고낙용, 배영철, "이동로봇의 GPS위치 정보 보정을 위한 파티클 필터", 한국전자통신학회논문지, 7권, 2호, pp. 381-389, 2012.
  19. 김태균, 고낙용, 노성우, "초음파 비이컨을 사용한 이동로봇 실내 주행용 파티클 필터 SLAM", 한국전자통신학회논문지, 7권, 2호, pp. 391-399, 2012.
  20. Hester, P., Stone, P., "Navigation information and line observation for Monte Carlo Localizat ion", Proc. 2008 IEE Int. Conf. Robotics and Automation, pp. 2764-2769, 2008.