단일 1차원 거리 센서를 이용한 이동 로봇의 2차원 위치 추정 알고리즘 개발 및 구현

Abstract

본 연구는 이동 로봇이 실내에서 어디에 위치하고 있는지 추정하는 방법에 대한 연구로 시작 되었다. 기존의 연구에서는 이동 로봇의 위치를 추정하기 위해 전역적인 지도(Global map)와 주변 환경 인지 센서를 이용하는 Monte Carlo Localization 기법 또는 다수의 거리센서를 삼각 측량법의 기법 등을 이용하여 이동 로봇의 위치를 추정하는 방법이 있으나, Monte Carlo Localization 기법은 Global Map 상의 이동로봇이 위치해 있을 수 있는 모는 곳에 Particle Filter의 Particle를 분포 시키기 때문에 큰 지도, 즉 넒은 구역에서 사용한다면 많은 수의 Particle을 분포 시켜야 하기 때문에 높은 처리능력(Computing Power)이 필요하다. 뿐만 아니라 Global Map에 비슷한 구조나 동일한 패턴의 구조가 반복된다면 실제 이동로봇의 위치로 수렴하지 못하는 문제가 있다. 그리고 다수의 거리 센서 기반의 삼각 측량법을 이용하는 기술은 다수의 거리센서가 Global Map에 필수적으로 설치되어 있어야 하는 단점이 있다. 본 연구에서는 단일의 1차원 거리센서만을 이용하여 이동 로봇의 위치 추정 알고리즘을 제안하고, 제안한 이동 로봇의 위치 추정 알고리즘을 이용하여 Monte Carlo Localization 기법의 단점을 보완하고 성능 향상의 새로운 방법을 제안 하였다.