Path Planning of Autonomous Mobile Robots Based on a Probability Map

확률지도를 이용한 자율이동로봇의 경로계획

Mapping and navigation system based on certainty grids for an autonomous mobile robt operating in unknown and unstructured environment is described. The system uses sonar range data to build a map of robot's surroundings. The range data from sonar sensor are integrated into a probability map that is composed of two dimensional grids which contain the probabilities of being occupied by the objects in the environment. A Bayesian model is used to estimate the uncertainty of the sensor information and to update the existing probability map with new range data. The resulting two dimensional map is used for path planning and navigation. In this paper, the Bayesian updating model which was successfully simulated in our earlier work is implemented on a mobile robot and is shown to be valid in the real world through experiment. This paper also proposes a technique for reducing for reducing specular reflection problem of sonar system which seriousely deteriorates the map quality, and a new path planning method based on weighted distance, which enables the robot to efficiently navigate in an unknown area.

본 연구에서는 저자에 의해 유도된 바 있는 베이지안 업데이트 모델을 초음파 센서를 갖는 실제 로봇에 주입하여 실험하였다. 초음파센서는 비교적 큰 빔(beam)구 경 때문에 단독의 측정치로도 넓은 영역을 감지하는데는 효율적이다. 그러나 실제상 황에서는 거울효과(specular reflection effect)라는 매우 심각한 문제점을 갖고 있으 며, 이는 지도의 질을 매우 저하시킨다. 이 효과를 상당히 줄일 수 있는, 단순하면 서도 실질적인 방법이 제안된다. 또한 본 논문에서는 이동로봇의 실시간 장애물 회 피를 위한 새로운 방법이 소개된다. 이 방법은 로봇의 현재 위치와, 점령영역과 비 점령 여역 사이의 경계선과 목표지점의 교차점까지의 거리를 이용하며, 점들이 실제 상황에서의 실험을 통해 입증된다.