실내 환경에서 단안 카메라를 활용한 최적화 기반 휴머노이드 로봇 내비게이션
Optimization based Humanoid Robot Navigation Using Monocular Camera in an Indoor Environment
초록/요약
로봇 내비게이션은 로봇에게 이동성을 부여한다. 때문에, 로봇이 개발된 이례로 꾸준히 연구되어 오고 있는 로봇 분야 중 하나이다. 과거에는 산업현장에서 인간을 돕는 산업용 로봇 개발이 진행되었다. 하지만 최근 들어 가정이나 공공시설에서 사용되는 개인 서비스용 로봇에 대한 관심이 증가하고 있고, 개발이 되고 있다. 가정환경은 대표적인 실내 환경 중 하나이며, 가정환경과 같은 실내 환경에서의 로봇 내비게이션에 대한 연구가 진행되고 있다. 기존 내비게이션 알고리즘들은 맵 생성 과정과 경로 계획 과정이 있어서 긴 연산시간이 필요하다는 문제점이 있었다. 이로 인해 실시간으로 변하는 환경에 대응하기 어려웠다. 본 논문에서는 일정한 색상과 패턴으로 바닥이 이루어져 있다는 실내 환경의 특성을 활용하여 맵 생성 과정을 대체한다. 또한 이미지 프로세싱과 최적화 알고리즘으로 구성된 휴머노이드 로봇 내비게이션 알고리즘을 제안한다. 이는 기존 연구들의 맵 생성 과정과 경로 계획 과정보다 적은 연산시간을 통해서 내비게이션을 할 수 있도록 한다. 이를 통해서 실시간으로 변하는 환경에 대해서도 대응 가능한 내비게이션을 수행하도록 한다.
more목차
제 1 장 서론
1.1 연구 배경
1.2 논문 구성
제 2 장 본론
2.1 이족 보행 휴머노이드 로봇 내비게이션 알고리즘
2.1.1 휴머노이드 로봇 발걸음 생성
2.1.2 알고리즘 흐름도
2.2 이미지 프로세싱
2.2.1 그라운드 이미지
2.2.2 장애물 경계 검출 이미지
2.2.3 옵티컬 플로우 이미지
2.2.4 최소 옵티컬 플로우 이미지
2.2.5 결과 이미지
2.3 PSO알고리즘을 이용한 최적화
2.3.1 Particle Swarm Optimization Algorithm
2.3.2 목적 함수
2.4 발걸음 변환 방안
제 3 장 모의 실험
3.1 모의 실험 구성도
3.2 모의 실험 환경
3.3 이미지 프로세싱 결과
3.4 최적화 결과
3.5 내비게이션 수행 결과
3.5.1 동적 장애물이 포함된 실내 환경에서의 내비게이션
3.5.2 다양한 형태 장애물 대응 및 실시간 목표점 변화
제 4 장 결론 및 추후 과제
참고문헌
Abstract
