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장애물 및 카메라 노이즈에 강인한 이족 보행 로봇의 로컬라이제이션 기법에 대한 연구

Title
장애물 및 카메라 노이즈에 강인한 이족 보행 로봇의 로컬라이제이션 기법에 대한 연구
Author
유동하
Advisor(s)
한재권
Issue Date
2021. 2
Publisher
한양대학교
Degree
Master
Abstract
로봇의 의사결정 및 경로 생성에 있어 맵 공간상에서 로봇의 위치를 파악하는 문제는 매우 중요한 이슈이다. 현재 로봇의 위치 파악을 위해 많은 센서들이 사용된다. 특히 최근에는 벽면의 재질과 같은 외부 요인에 의해 센서 데이터가 불안정 하지 않는 카메라를 이용한 로컬라이제이션 기법이 대두되고 있다. 카메라를 이용하여 로컬라이제이션을 수행할 때는 이미지에서 key-point를 추출하고 particle filter 알고리즘을 바탕으로 로봇의 위치를 파악한다. 하지만 key-point가 장애물에 의해 가려지거나 카메라에 노이즈가 심하게 생겨 key-point가 잘 못 추출될 경우 로컬라이제이션을 쉽게 실패 한다라는 문제를 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 particle filter 알고리즘에 Mixture Gaussian 과 Bayesian Probability를 적용하여 장애물 및 카메라 노이즈에 강인한 로컬라이제이션 기법에 대해 소개한다. 본논문은 Key-point가 적고 장애물이 많은 환경으로 축구 경기장을 채택하였으며, 카메라 노이즈가 심하게 생기는 상황을 가정하여 이족 보행 로봇으로 실험을 진행하였다. 이러한 극한의 상황에서의 성공적인 로컬라이제이션을 구현하기 위해 본 논문에서는 몇 가지 해결 방안은 제시한다. Key-point가 적은 축구 경기장이라는 환경에서 key-point를 효과적으로 추출하기 위한 방법 및 이를 modeling 할 수 있는 방법을 제시한다. 이후 카메라 노이즈 및 장애물로 인해 key-point 누락 및 잘못된 key-point 추출에 의해 생기는 센싱 정보에 대한 낮은 신뢰성을 극복하는 방법을 소개한다. 본 논문에서 제시하는 방법을 검증하기 위해 세계 휴머노이드 축구 경기인 ROBOCUP Adult size league 대회의 참가를 시험 장소로 삼았다. Alice 2 휴머노이드 로봇을 이용하여 실제 경기장 환경에서의 로컬라이제이션 테스트를 진행하였다. 해당 실험을 통해 장애물 및 카메라 노이즈에 대해 강인한 로컬라이제이션 알고리즘을 검증할 수 있었다.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/159142http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000486250
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > DEPARTMENT OF CONVERGENCE ROBOT SYSTEM(융합로봇시스템학과) > Theses (Master)
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