스테레오 비전 기반 이동로봇의 위치 추정

Title
스테레오 비전 기반 이동로봇의 위치 추정
Authors
이종걸
Keywords
스테레오비전기반이동로봇의위치추정
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
지능형 로봇은 다양한 환경에서의 다양한 작업을 위해 이동성을 필요로 한다. 따라서 로봇의 이동성을 확보하기 위해 지능형 자율 주행 시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 이를 구현하는 데 있어 이동 로봇의 정확한 위치 정보는 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 실내 환경에서 자율 주행 로봇의 위치 측정 알고리즘에 대하여 논의한다. 제안된 알고리즘은 이동로봇의 위치 정보를 얻기 위하여 스테레오 비전 센서의 기하학적 특성과 로봇의 휠 엔코더의 추측항법(Dead Reckoning)을 이용하였다. 각각의 위치 측정 방법은 장단점을 가지고 있다. 스테레오 카메라는 가까운 거리에서 매우 정확한 위치 정보를 제공하나, 거리가 멀어질수록 오차가 지수 함수적으로 증가하는 단점이 있고 주행기록계는 응답 속도는 빠르지만 로봇의 움직임을 적분하는 과정에서 발생하는 누적 오차의 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 이동로봇의 주행 중 발생하는 위치 오차를 최소화 할 수 있도록 스테레오 카메라와 주행기록계 정보를 이용한 칼만 필터를 설계함으로써 각각의 문제점들을 보완하고 데이터를 최적화할 수 있도록 한다. 여기서 사용되는 모델은 모두 비선형이므로, 확장 칼만 필터(Extended Kalman filter)를 설계하였다. 그리고 설계된 필터의 성능은 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
Description
국문 요약 5 ABSTRACT 6 목 차 7 그림목차 9 표목차 10 제 1 장 서 론 11 1.1 연구 배경 및 목적 11 1.2 논문 내용 13 제 2 장 위치 측정 방법과 오차 특성 15 2.1 스테레오 카메라 시스템 15 2.2 주행기록계 시스템 20 제 3 장 위치 추정 알고리즘 설계 25 3.1 확장 칼만 필터 25 3.2 EKF 위치 추정 알고리즘 31 제 4 장 모의실험 및 분석 34 4.1 주행 기록계 34 4.2 스테레오 카메라 36 4.3 EKF 위치 추정 알고리즘 38 제 5 장 결론 41 참고문헌 42
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23381
Appears in Collections:
Graduate School (일반대학원) > Theses(로봇공학 석박사 학위논문)
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