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[KAIST] 실내외 이동 로봇의 자율 주행을 위한 위치인식 및 맵 작성 기술

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 기술제품 개발상태 5 9

실내외 이동 로봇의 자율 주행을 위한 위치인식 및 맵 작성 기술

보유기관 및 연구자 : 한국과학기술원 명 현 교수

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ○ 저가 센서(2D LiDAR, Magnetic, Camera) 퓨전으로 다양한 동적 (Low & High dynamic) 환경에 대응 가능한 위치인식 및 맵 작성 기술 (SLAM)로써 그래프 기반 센서 퓨전을 통한 각 센서의 단점을 보완 하여 실내 외 동적인 환경 및 특징이 부족한 환경에서 성능 저하 없이 동작함

기술개발배경: ○ 기존의 고가형 SLAM 기술의 비용을 절감할 수 있는 기술이 필요했으며, 실내 외 동적인 환경 및 특징이 부족한 환경에서 사용 가능한 기술이 요구됨

그래프 구조 기반의 드론 자율 비행

시장동향: ○ 물류 로봇 시장은 AGV (Automated Guided Vehicle)를 자율 주행으로 대체 가능하며 2021년 220억불 규모 세계 시장 예측 (로봇 생산 규모 62만대. 출처: KEIT, Tractica)

○ 자율주행차 시장은 그 세계 시장 규모가 2020년 1,890억 달러, 2035년 1조1,520억 달러로 급성장 예상 (국토교통부)

물류로봇의 세계 시장 동향 및 전망

기술구현: ○ 동적 환경에서의 자율 주행 기술(LiDAR 센서 이용)
- High dynamic (사람 등) 및 low dynamic 물체의 실시간 인식
- 3D 특징점 매칭과 LRF 스캔 매칭을 통한 그래프 구조 기반 SLAM
- MCL (Monte-Carlo Localization) 기반 위치인식
- 동적인 물체와의 충돌 회피 가능한 실시간 경로 계획
- KAIST 지오센트리퓨지 빌딩 (10 x 10m)에서 low dynamic(2개), high dynamic(5개) 객체로 성능 평가 완료

특장점

기존기술 한계: ○ 자율 주행차 및 다양한 모바일 로봇 시장이 확대되고 있으나, 종래 기술은 동적인 환경에서의 위치 인식 기술의 한계

○ 특징점이 부족한 환경에서 위치 인식 오차가 큼

○ 실외의 경우 대부분 고가의 센서 필요

○ 저가의 센서로 다양한 환경에서 강인한 위치인식 및 맵 작성 기술 필요

개발기술 특성: ○ 맵 생성 기술이 융합되어 사전에 맵을 구출할 필요가 없음

○ 동적 환경 위치 인식 기술로 인해 저가의 장비를 활용하여 기술구현이 가능함

○ 다향한 센서의 융합으로 여러가지 환경에 적용이 가능함