FIS와 신뢰도를 이용한 레이저 내비게이션의 정밀도 향상

Abstract

본 논문은 FIS(fuzzy inference system)와 신뢰도를 이용한 레이저 내비게이션의 정밀도 향상에 관한 것이다. 레이저 내비게이션은 무선 유도 장치로써 헤드가 <TEX>$360^{\circ}$</TEX> 회전을 하며 벽에 부착된 반사체(reflector)를 읽어 AGV(automatic guided vehicle)의 위치를 측정하는 장치이다. 기존의 대표적인 유도 장치들의 타입은 유선 유도 방식이다. 이들은 정밀도가 매우 높고 반응속도가 빠르기 때문에 대부분의 현장에서는 이들을 채택하고 있다. 하지만, 이들 센서는 바닥 밑 1인치 안에 설치하거나 바닥에 심어야하기 때문에 설치비용은 매우 높고 유지 보수가 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 레이저 내비게이션이 개발되었다. 이것은 바닥 시공 하는 것이 필요 없고 설치비용이 최소화되며 배치(layout) 변경이 쉽다. 하지만 외란에 영향을 많이 받아 데이터의 손실 손상이 크고 반응속도가 느리기 때문에 안전이 최우선인 산업현장에 사용이 어렵다. 이에 본 논문에서는 레이저 내비게이션의 정밀도 향상에 관한 연구를 하였다. 제안된 방법은 레이저 내비게이션의 특성을 분석하여 FIS를 통해 위치측정 정밀도의 신뢰도를 계산한 후에 이를 통해 레이저 내비게이션의 정밀도를 보정하는 방법이다. 본 논문에서는 실험을 위해서 직접 설계한 AGV를 이용하였으며, 레이저 내비게이션의 위치와 레이저 내비게이션의 신뢰도를 통해 보정된 위치를 제안된 방법과 비교 하였다. 실험 결과, FIS를 신뢰도로 보정한 결과가 다른 방법들에 비해 약 50% 성능이 향상됨을 확인하였다. This paper presents to study the accuracy improvement of the laser navigation using FIS(fuzzy inference system) and the reliability. As wireless guidance system, the top-mounted laser with the laser navigation can rotate <TEX>$360^{\circ}$</TEX> with phototransistor or other optical sensors that read the return signal from reflectors mounted at the perimeter of the workspace. The type of major existing guidance systems is a wire guidance system. Because they have high accuracy and fast response time, they are used to most industries. However, their installation cost is very expensive and maintenance is very difficult because their sensors are placed approximately 1 inch below the ground or embedded in the floor. To solve those problems, the laser navigation was developed as a wire guidance system. It does not need to reconstruct a floor or ground. And it can reduce costs of installation and maintenance because changing the layout is easy. However, it is difficult to apply to an industrial field because it is easily affected by disturbances which cause loss and damage of data, and has slow respond time. Therefore, we study the accuracy improvement of the laser navigation. The proposed method is a correction method using reliability of the laser navigation. here, reliability is calculated by FIS which is designed with the analyzed characteristics of the laser navigation. For performance comparison, we use original position data form the laser navigation and position data corrected by original reliability from the laser navigation. In experimental result, we verified that the performance of the proposed method compared the others is improved by about 50% or more.