Development of High Precision Docking Sensor for Mobile Robot

Mobile robots performed various missions in various environments. In order to move to target precisely, the mobile robots need a precise position sensing system In this paper, a new high precision docking sensor is proposed. Proposed docking sensor consists of linear CCD(charge coupled device) sensor and ultrasonic sensors. The docking sensor system can measure lateral position(X), longitudinal position(Y) and angle(${\theta}$) between the sensor and flat target with simple mark. Two ultrasonic sensors measure two distances which can be converted to longitudinal position and angle. Linear CCD sensor measures lateral position using center mark of the target. To verify performance of the sensor, the sensor is applied to an omnidirectional mobile robot. Several experimental results show highly precise performance of the sensor. Repeatability of the docking sensor is less than 1mm and $0.2^{\circ}$. Proposed docking sensor can be applied for precise docking of mobile robot.

이동로봇을 위한 고정밀 도킹센서 개발

다양한 환경에서 작업을 수행하고 있는 아동 로봇이 작업을 수행하며 목표지점으로 정확하게 이동하가 위해서는 정밀한 위치 측정 시스템이 필요하다. 본 논문에서 특정 위치에서 이동로봇의 정밀한 위치 측정을 위한 새로운 고정밀 도킹센서를 제안하였다. 제안된 도킹 센서는 Linear CCD와 2개의 초음파 센서로 구성되어 있다. 도킹 센서는 단순한 마크가 있는 평면과 센서 사이의 횡방향 위치 (x)와 종방향 위치 (y), 각도(${\theta}$)를 측정한다. 2개의 초음파 센서는 각센서의 거리정보를 이용하여 종방향 위치와 각도를 측정하고, Linear CCD는 횡방향 위치틀 측정한다. 전방향 이동로봇에 적용하여 제안된 센서의 성능을 확인하였다. 실험 결과로부터 종횡 lmm 이내, 각도 $0.2^{\circ}$ 이내의 반복정밀도를 갖는 고정밀의 도킹 센서 성능을 확인할 수 있었다. 제안된 도킹 센서는 이동로봇의 정밀한 도킹에 활용될 수 있다.