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[고려대학교] 유리벽에도 사용 가능한 이동 로봇의 위치 추정 방법

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

분야 : 기술제품 개발상태 5 9

레이저 거리 센서에 의해 측정된 측정 거리의 거리 유형을 평가하는 방법 및 이를 이용한 이동 로봇의 위치 추정 방법

보유기관 및 연구자 : 고려대학교/정우진

특허정보
레이저 거리 센서에 의해 측정된 측정 거리의 거리 유형을 평가하는 방법 및 이를 이용한 이동 로봇의 위치 추정 방법 (No : 10-1508860)

레이저 거리 센서의 측정 거리에 대해 추정된 거리 유형의 신뢰성을 평가하는 방법 및 이를 이용한 이동 로봇의 위치 추정 방법 (No : 10-1888295)

레이저 거리 센서를 이용한 바닥 장애물 검출 방법 (No : 10-1762504)

레이저 거리 센서를 이용한 도로의 연석 추출방법 및 도로의 연석 정보를 이용한 이동 로봇의 위치 측정방법 (No : 10-1632486)
거래조건 : 라이센스

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: ○ 레이저 거리 센서에 의해 측정된 거리의 유형을 판단하는 방법 및 이를 이용한 이동 로봇의 위치 추정 방법에 관한 것으로, 빛의 투과성을 갖는 물체, 개방 및 폐쇄되는 도어, 알려지지 않은 장애물 등에 대해서도 정확한 위치 추정이 가능함

연구의 필요성: ○ 유리벽으로 둘러싸인 환경에서도 이동 로봇의 위치 추정이 가능한 기술이 요구됨
-실내용 이동 로봇의 사용이 증가함에 따라 높은 정확도와 넓은 감지 범위를 가지고 있는 레이저 거리 센서를 이용한 이동 로봇의 위치 추정 방법에 관한 관심이 증대되고 있음
-기존의 레이저 거리 센서를 이용한 방법들은 반사특성에 의해 거리 오차를 발생시키는 유리 벽과 같은 환경에 적용이 어렵다는 한계가 있어 이를 보완할 수 있는 기술이 필요함

[유리벽에서의 레이저 빔의 반사 특성]

기술 구현: ○ 레이저 거리 센서에 의해 측정된 거리의 유형을 판단하는 방법
-레이저 거리 센서의 스캔을 통해 측정된 거리와 추정 포즈가 입력됨
-추정 포즈를 중심으로 복수의 예비 샘플이 추출됨
-각각의 예비 샘플이 알고리즘에 적용되어 레퍼런스 거리 세트가 산출됨
-레퍼런스 거리 세트를 구성하는 거리와 측정 거리 간의 거리 오차 중 가장 작은 거리 오차에 기초하여 거리 유형을 추출함
-거리 유형에 기초하여 측정 거리의 거리 유형이 평가됨

○ 레이저 거리 센서를 이용한 이동 로봇의 위치 추정 방법
-현재 스텝에서의 추정 포즈가 산출됨
-레이저 거리 센서의 스캔에 의해 복수의 측정 거리가 측정됨
-각각의 측정 거리에 대한 거리 유형을 평가함
-스캔매칭기법 상의 레퍼런스 거리가 해당 측정 거리에 대한 거리 유형이 반영되어 적용됨
-스캔매칭기법에 따른 매칭 오차에 기초하여 이동 로봇의 위치가 추정됨

시장동향: 시장동향
○ 국내 로봇 시장은 2016년 45,972억 원에서 2021년 75,618억 원의 규모에 이를 것으로 전망되며, 연평균 10.5%의 성장률을 보임
○ 세계 로봇 시장은 2016년에 310억 달러에서 연평균 43.3% 성장해 2021년에 1,877억 달러의 규모에 이를 것으로 전망됨

특장점

차별성: ○ 레퍼런스 거리 세트 산출 및 알고리즘 변형
-추정 포즈를 중심으로 복수의 예비 샘플을 추출한 후, 그에 대한 레퍼런스 거리 세트를 추출함
-정반사 거리와 투과 거리에 대응하는 각각의 레퍼런스 거리를 계산할 수 있도록 레이캐스팅 알고리즘을 변형함

기술 개발 효과: ○ 환경과 무관하게 정확한 위치 추정 제공
-실제 측정된 측정 거리 자체를 이용하여 환경에 무관하게 정확한 거리 유형의 판단이 가능함
-빛의 투과성을 갖는 물체, 개방 및 폐쇄되는 도어, 알려지지 않은 장애물이 존재하는 환경에서도 정확한 위치 추정이 가능함