Position Estimation of a Mobile Robot Based on USN and Encoder and Development of Tele-operation System using Internet

USN과 회전 센서를 이용한 이동로봇의 위치인식과 인터넷을 통한 원격제어 시스템 개발

  • 박종진 (청운대학교 인터넷학과)
  • Received : 2009.10.12
  • Published : 2009.12.30

Abstract

This paper proposes a position estimation of a mobile robot based on USN(Ubiquitous Sensor Network) and encoder, and development of tele-operation system using Internet. USN used in experiments is based on ZigBee protocol and has location estimation engine which uses RSSI signal to estimate distance between nodes. By distortion the estimated distance using RSSI is not correct, compensation method is needed. We obtained fuzzy model to calculate more accurate distance between nodes and use encoder which is built in robot to estimate accurate position of robot. Based on proposed position estimation method, tele-operation system was developed. We show by experiment that proposed method is more appropriate for estimation of position and remote navigation of mobile robot through Internet.

본 논문은 유비쿼터스 센서 네트워크와 이동로봇에 내장된 회전 센서를 이용하여 실내에서의 이동로봇에 위치를 인식하고 이를 바탕으로 인터넷을 통한 원격제어 시스템 개발을 제안한다. 사용한 USN(Ubiquitous Sensor Network)은 ZigBee 기반으로 위치 인식 엔진을 탑재하고 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 신호를 사용하여 노드간의 거리를 측정한다. 본 논문에서는 노드 간의 정확한 거리 정보를 얻고 이를 바탕으로 위치를 추정하기 위해 실험 입 출력 데이터를 가지고 퍼지 모델을 구하였고 거리의 오차를 수정하였다. 또한, RSSI 값의 부정확으로 인한 위치 인식의 오류를 보정하기 위해 이동로봇에 내장된 회전 센서를 이용하여 이동로봇의 좌표를 구하고 이를 위치 좌표의 보정에 사용하여 위치 인식의 정확성을 개선하였다. 제안된 방법에 의한 위치 인식을 기반으로 인터넷을 통한 원격제어 시스템을 개발하였다. 제안된 방법이 USN에 의해 추정된 위치 정보만을 사용하는 경우보다 정확하게 이동로봇의 위치를 추정하고 인터넷을 통한 원격 주행이 가능함을 보였다.

Keywords

References

  1. S. I. Roumeliotis, G. A Bekey, "Bayesian estimation and Kalman filtering: a unified framework for mobil robot localization," Robotics and Automation, Proc. ICRA. IEEE International Conference on, vol. 3. pp. 2985-2992. April 2000.
  2. 진태석, 이민중, 탁한호, 이인용, 이준탁, "실시간 다중이동물체 추적에 의한 이동로봇의 위치개선," 한국지능시스템학회논문지, vol. 18, No. 2, pp. 187-192, 2008.
  3. 김현종, 강근택, 이원창, "무선 센서 네트워크와 퍼지모델을 이용한 이동로봇의 실내위치인식과 주행," 한국지능시스템학회논문지, vol. 18, No. 2, pp. 163-168, 2008.
  4. 김건희, 정우진, 김문상, "실내용 서비스 로봇을 위한 거리 센서 기반의 통합 자율 주행 시스템 개발," 제어.자동화.시스템공학 논문지, 제10권 제9호, 2004.