전자 나침반과 초음파 센서를 이용한 이동 로봇의 Simultaneous Localization and Mapping

Abstract

전자나침반(DMC)은 실내의 전자기적 요소나 강한 자성체 건물구조에서는 쉽게 방해를 받던 나침반보다 실내에서 간섭에 강한 특징을 가지고 있다. 그리고 초음파 센서는 물체와의 거리를 계산해 줄뿐만 아니라 값싼 센서로서 경제적인 이점을 가지고 있어 Simultaneous Localization and Mapping(SLAM)에서 많이 사용하고 있다. 본 논문에서는 자율 이동 로봇의 구동에서 전자나침반과 초음파 센서를 이용한 SLAM의 구현에 대해 연구하였다. 로봇의 특성상 한정된 센싱 데이터만으로 방향과 위치를 파악하고 그 데이터 값으로 가능한 빠르게 위치 측정을 하여야 한다. 그러므로 자율 이동 로봇에서의 SLAM 적용함으로 위치측정의 구현과 지도 작성을 수행한다. 그리고 SLAM 구현상의 주된 연구 중의 하나인 Kid Napping 문제에 중점을 두고 연구한다. 특히, 위치 측정의 구현을 수행하기 위한 데이터의 센싱 방법으로 초음파 센서를 사용하였고 비슷한 위치의 데이터 값이 주어지거나 사전 정보 없는 상태에서는 로봇의 상태를 파악하기 위해서 전자 나침반을 사용하였다. 그래서 자율 이동 로봇의 위치를 정확하게 측정하기 위해서 활용하였다. Digital Magnetic Compass(DMC) has a robust feature against interference in the indoor environment better than compass which is easily disturbed by electromagnetic sources or large ferromagnetic structures. Ultrasonic Sensors are cheap and can give relatively accurate range readings. So they ate used in Simultaneous Localization and Mapping(SLAM). In this paper, we study the Simultaneous Localization and Mapping(SLAM) of mobile robot in the indoor environment with Digital Magnetic Compass and Ultrasonic Sensors. Autonomous mobile robot is aware of robot's moving direction and position by the restricted data. Also robot must localize as quickly as possible. And in the moving of the mobile robot, the mobile robot must acquire a map of its environment. As application for the Simultaneous Localization and Mapping(SLAM) on the autonomous mobile robot system, robot can find the localization and the mapping and can solve the Kid Napping situation for itself. Especially, in the Kid Napping situation, autonomous mobile robot use Ultrasonic sensors and Digital Magnetic Compass(DMC)'s data for moving. The robot is aware of accurate location By using Digital Magnetic Compass(DMC).