A RFID-Based Multi-Robot Management System Available in Indoor Environments

실내 환경에서 운영 가능한 RFID 기반 멀티 로봇 관리 시스템

The multi robot operation technique has emerged as one of the most important research subjects that focus on minimizing redundancy in space exploration and maximizing the efficiency of operation. For an efficient operation of the multi robot systems, the movement of each Single robot in the multi robot systems should be properly observed and controlled. This paper suggests Multi Robot Management System to minimize redundancy in space exploration by assigning exploration space to each robot efficiently to take advantage of the RFID. Also, this paper has suggested fault tolerance technique that detects disable Single robot and substitute it by activated Single robot in order to ensure overall exploration and improve efficiency of exploration. Proposed system overcomes previous fault that it is difficult for central server to detect exact position of robot by using RFID system and Home Robot. Designated Home robot manages each Single robot efficiently and assigns the best suited space to Single robot by using RFID Tag Information. Proposed multi robot management system uses RFID for space assignment, Localization and Mapping efficiently and not only maximizes the efficiency of operation, but also ensures reliability by supporting fault-tolerance, compared with Single robot system. Also, through simulation, this paper proves efficiency of spending time and redundancy rates between multi robot management applied by proposed system and not applied by proposed system.

오늘날 멀티 로봇에 대한 연구는 단순한 싱글 로봇들의 효율적인 운영을 넘어 공간탐색의 효율성 극대화 및 넓은 공간에서 각 로봇간의 중복작업 및 충돌 회피를 위한 부분에 집중되어 있다. 이러한 멀티 로봇을 효율적으로 운영하기 위해서는 각 싱글 로봇을 제어하고 효율적으로 작업을 할당 할 수 있는 관리체계가 필요하다. 이에 본 논문에서는 RFID를 기반으로 각 싱글로봇의 탐색공간을 효율적으로 할당함으로서 싱글로봇간의 중복 탐색을 최소화 할 수 있는 멀티로봇관리시스템을 제안한다. 또한, 탐색 작업의 완료 보장과 탐색 성능의 향상을 위하여 장애가 발생한 싱글 로봇을 탐지하고 대체 할 수 있는 고장 허용 기법을 제안한다. 제안한 시스템에서는 정확한 위치 파악이 힘들었던 기존 중앙 서버의 단점을 RFID 시스템과 홈로봇을 활용하여 극복하였다. 지정된 홈로봇은 각각의 싱글 로봇을 효율적으로 관리하며, RFID 태그의 위치 정보를 활용하여 각 싱글로봇에게 최적의 탐색 공간을 할당 한다. 제안하는 멀티로봇 관리 시스템은 공간 할당, 위치 추정 기법, 맵 생성 기법(Localization및 Mapping)을 효율적으로 수행하기 위해 RFID를 기반으로 하며, 싱글 로봇 시스템과 비교하여 시스템 운영의 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 각 싱글 로봇의 상태와 주변 상태를 고려한 고장 허용(fault tolerance)을 제공함으로써 로봇 운영의 신뢰성을 보장할 수 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안한 시스템을 적용한 멀티로봇 시스템과 기존의 멀티로봇 시스템의 탐색 소요시간 및 중복 탐색율을 비교하여 제안한 시스템의 효율성을 입증하였다.