Pálya görbületének becslése mobilis robotokhoz

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Dr. Kiss Bálint
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

이 학사 논문의 목적은 이동로봇 궤적의 곡률을 추정하는 것이다. 오늘날 더 많은 이동로봇이 우리의 실생활에 이용됨에 따라, 로봇과 연관된 인적, 물적 손실도 늘어나고 있다. 따라서, 더욱 안전하고 안정적인 이동로봇의 작동이 요구된다. 이를 위한 도전과제 중 하나는 바로 실제 곡률값과 비교하여 신뢰할 수 있는 곡률값의 추정이다. 안정적인 곡률값의 추정을 통해 이동로봇의 안정된 움직임을 구사할 수 있게 된다.

개발을 위해, DaNI 로봇 플랫폼과 LabVIEW 개발환경이 사용된다. DaNI는 이동로봇으로서, 그래픽언어를 기반으로 알고리즘을 구현하는 LabVIEW 소프트웨어와 정보를 교환하며 로봇의 작동을 프로그램할 수 있다. 또한, LabVIEW는 데이터의 흐름을 시각화하고 사용자가 설정 가능한 인터페이스를 제공함으로써 이용자의 편리를 돕는다. 광학 쿼드러쳐 인코더와 디지털 컴패스 센서, 두 가지의 센서가 곡률 추정을 위해 사용된다.

LabVIEW에서 사용되는 알고리즘은 실제 로봇의 동작으로 구현되므로, 로봇의 기하학적 구조와 운동학의 이해가 중요하다. 이를 위해 몇 가지 파라미터가 이용되며, 도식적이고 수학적인 분석을 통하여 곡률 추정을 위한 알고리즘이 구현된다.

광학 쿼드러쳐 인코더와 디지털 컴패스 센서를 이요하여 곡률을 추정하기 위해, 각 센서의 특성에 알맞은 알고리즘이 사용된다. 로봇의 좌측, 우측 바퀴의 속도와 방향 값이 곡률 추정을 위한 알고리즘에 이용된다.

에러를 일으키는 세 가지의 주요 문제가 발생했으며, 이를 위해 각각 다른 해결책이 사용된다. 그러나 디지털 컴패스 센서로 얻은 곡률 추정값은 옵티컬 쿼드러쳐 인코더로 얻은 곡률 추정값만큼 안정적이지 못하다.

곡률 추정 기술은 특히 이동 로봇 분야에서 매우 중요하고 기초적인 기술이다. 수행된 VIs 는 공장 생산 라인에서 사용되는 선 추적 로봇 또는 로봇 청소기와 같은 실내항해 로봇과 같은 여러 가지 이동로봇 분야에 응용할 수 있다. 또한, 장애물 회피 기술이나 GPS와 같은 다른 기술들과 접목하여 더 나은 성능을 낼 수도 있다.

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