로봇학회논문지 (The Journal of Korea Robotics Society)

  • 제7권1호
  • /
  • Pages.45-56
  • /
  • 2012
  • /
  • 1975-6291(pISSN)
  • /
  • 2287-3961(eISSN)
한국로봇학회 (Korea Robotics Society)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

패턴 매칭을 이용한 EKF 기반 이동 로봇 실내 위치 추정

EKF based Mobile Robot Indoor Localization using Pattern Matching

  • 김석용 (충남대학교 메카트로닉스 공학과) ;
  • 이지홍 (충남대학교 메카트로닉스 공학과)
  • 투고 : 2011.11.30
  • 심사 : 2012.02.20
  • 발행 : 2012.02.29
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

This paper proposes how to improve the performance of CSS-based indoor localization system. CSS based localization utilizes signal flight time between anchors and tag to estimate distance. From the distances, the 3-dimensional position is calculated through trilateration. However the error in distance caused from multi-path effect transfers to the position error especially in indoor environment. This paper handles a problem of reducing error in raw distance information. And, we propose the new localization method by pattern matching instead of the conventional localization method based on trilateration that is affected heavily on multi-path error. The pattern matching method estimates the position by using the fact that the measured data of near positions possesses a high similarity. In order to gain better performance of localization, we use EKF(Extended Kalman Filter) to fuse the result of CSS based localization and robot model.

키워드

참고문헌

  1. Kim Su-Yong, Yoon Kang-Sup, Lee Dong-Hwal, Lee Man-Hyung 'The Localization of a Mobile Robot Using a Pseudolite Ultrasonic System and a Dead Reckoning Integrated System' International Journal of control Automation and Systems 9(2) 339-347 ISSN 2005-4092,2011 https://doi.org/10.1007/s12555-011-0216-1
  2. E. D. kaplan, Understanding GPS:Priciples and Applications, Boston, MA:Artech Hose, 1996
  3. J.G. Lee, G.Park, H.W.Park, "Multiposition Alignment of Strapdown Inertial Navigation System", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System, Vol.29, No.4, pp1323-1328, 1993 https://doi.org/10.1109/7.259535
  4. Rainer Mautz 'OVERVIEW OF CURRENT INDOOR POSITIONING SYSTEM' GEODEZIJA IR KARTOGRAFIJA, GEODESY AND CARTOGRAPHY, 2009
  5. 노현철, 유연걸, 정명진,"적외선 센서를 이용한 능동적 비컨 시스템 기반의 실내 환경에서의 이동로봇 위치추정", 한국로봇종합학술대회, 2010
  6. 유승범, 송창우, 정경용, 임기욱, 이정현,"단일 관성 센서와 초음파를 이용한 실내 위치 추정 방법", 한국콘텐츠학회논문지, Vol.10, No.4, pp115-122, 2010
  7. Miaono, Y. Goto, Y. Tarutoko, Y. Kobayashi K. Watanabe, K. ,"Development of laser rangefinder-based SLAM algorithm for mobile robot navigation", SICE,2007 Annual Conference, 2007 Sept., pp392-396, 2007
  8. 김성부, 이동희, 이장명, "RFID 응용 기술을 이용한 이동 로봇의 실내 위치 추정", 제어자동화시스템공학논문지, Vol.11 No.12, pp996-1001, 2005
  9. Kim Jung Soo,'A Study on the Location Awareness System using TOA(Time of arrival) algorithm', M. S. Thesis, Kangwon University, 2007
  10. Kim, Eui Seok, "The Ranging Performance of Chirp Spread Spectrum in Indoor Multipath Environment", Seoul National University, 2008
  11. Q. Spencer, B. Jeffs, M. Jensen, and A. Swindlehurst, "Modelling the Statistical Time and Angle of Arrival Charac-teristics of an Indoor Multipath Channel," IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 18, pp. 347-360, March 2000
  12. 진조철 '위치 인식 시스템 개발 동향 소개', 정보와 통신 : 한국통신학회지 vol.25, no.4, pp5-10, 2008
  13. 김정민, 김연태, 김성신 '확장 칼만 필터를 이용한 로봇의 실내위치측정' 한국지능시스템 학회 논문지, vol.18, No.5, pp706-711, 2008
  14. 조현우, 이영훈, 김상우 'chirp Spread Spectrum 거리 측정을 이용한 이동 로봇의 위치 추정' 제어로봇 시스템학회지, 제 15권, 제 10호, pp.994-1001, 2009
  15. 진태석, 이장명, '이동물체의 기하학적 위치 정보를 이용한 자율이동로봇의 위치 추정' 퍼지 및 지능시스템 학회 논문지, vol.14, No.4, pp.438-444, 2004
  16. IEEE 802.15.4a 'Part 15.4: Wireless Medium Assess Control (MAC)abd Physical Layer(PHY) Specifications for Low-Rate Wirelees Personal Area Networks(WPANs)' August 31, 2007
  17. Hangoo Kang, Geon Woong Seo, Jihong Lee 'Error Compensation for CSS-based Localization System' WCECS2009, October 20-22,2009, San Francisco, USA
  18. 김정수, 양진욱, 양성현 'CSS 기반의 TOA 알고리즘을 이용한 위치인식 시스템 구현에 관한 연구' 한국 ITS 학회 논문지, Vol.7, No.2, pp13-25, 2008
  19. Greg Welech and Gary Bishop 'An Introduction to the Kalman Filter' UNC-Chapel Hill, TR 95-041, July 24, 2006
  20. 박찬국, "관성항법 시스템의 원리와 전망", 전자공학회지, 제 26권, 4호, pp59-66, 1999

피인용 문헌

  1. Path Estimation Method in Shadow Area Using Underwater Positioning System and SVR vol.12, pp.2, 2017, https://doi.org/10.7746/jkros.2017.12.2.173
  2. 모멘텀을 이용한 로봇 동역학 파라미터 식별 vol.7, pp.3, 2012, https://doi.org/10.7746/jkros.2012.7.3.222
  3. 센서 융합을 통한 환경지도 기반의 강인한 전역 위치추정 vol.9, pp.2, 2014, https://doi.org/10.7746/jkros.2014.9.2.096