• 전기전자학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.557-565
• /
• 2015

본 논문에서는 무인 쿼드콥터의 자율 비행 제어를 위해 기반이 되는 위치 인식을 위하여 EKF-SLAM 기반 위치추정 알고리즘을 제안하고 이를 쿼드콥터의 궤적 추종 제어에 적용하여 시뮬레이션을 통해 위치 추정의 성능과 이를 통한 궤적 추종의 결과를 검증하였다. 쿼드콥터의 EKF-SLAM 기반 위치 추정을 위해 쿼드콥터 비행 동역학 모델을 수립하고 이를 기반으로 EKF-SLAM의 운동 모델 및 관측 모델을 유도하였으며 궤적 추종을 위한 쿼드콥터의 수평제어와 자세제어를 위해 PD 제어기를 적용하였다. 본 논문에서는 다양한 궤적 및 랜드마크 환경에 대해 EKF-SLAM 기반 위치 추정 성능을 시뮬레이션함으로써 EKF-SLAM을 이용한 위치 추정 기반 궤적 추종 제어의 성능을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.463-468
• /
• 2010

미지의 영역에서 작업을 수행하고자 하는 이동로봇은 주변의 지도가 없을 뿐만 아니라 자신의 위치도 알 수 없다. 이러한 환경의 극복을 위해 가장 많이 쓰이는 방법이 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)이다. SLAM 분야에서 가장 많이 쓰이는 방법은 EKF (Extended Kalman Filter) 기반의 SLAM이다. 최적의 센서 융합 기법이지만 odometeric error 등을 보상하기 위해서는 복잡한 과정이 점차 증가하게 된다. 사람은 SLAM 방식을 이용하여 낯선 장소에서 마음속의 지도를 쉽게 작성하지만 로봇의 경우 SLAM을 수행하는 것은 매우 어렵고 시간이 오래 걸린다는 단점이 생기는 것이 다. 이러한 단점의 보완을 위하여 본 논문에서는 대칭모형 SLAM(M-SLAM)을 제안한다. M-SLAM은 대칭에 사용할 모형을 미리 정하고 센서로 받아들인 데이터를 모형과 비교하여 대칭된 모형을 맵에 적용시켜서 작업의 양을 줄이는 방법이다. M-SLAM은 적은 특징점을 이용하여 선택된 대칭 도형과의 유사성 판별을 이용하는 방법이므로 특징점이 적은 거리센서에 사용하기 적합한 특성을 가지고 있다고 할 수 있다. 특징점이 적어도 된다는 장점은 SLAM의 시간을 크게 줄여 줄수 있다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
• /
• 제5권5호
• /
• pp.577-583
• /
• 2007

Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) is the process of building a map of an unknown environment and simultaneously localizing a robot relative to this map. SLAM is very important for the indoor navigation of a mobile robot and much research has been conducted on this subject. Although feature-based SLAM using an Extended Kalman Filter (EKF) is widely used, it has shortcomings in that the computational complexity grows in proportion to the square of the number of features. This prohibits EKF-SLAM from operating in real time and makes it unfeasible in large environments where many features exist. This paper presents an algorithm which reduces the computational complexity of EKF-SLAM by using topological information (TI) extracted through a thinning process. The global map can be divided into local areas using the nodes of a thinning-based topological map. SLAM is then performed in local instead of global areas. Experimental results for various environments show that the performance and efficiency of the proposed EKF-SLAM/TI scheme are excellent.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제48권1호
• /
• pp.55-60
• /
• 2011

이동로봇의 동시 위치인식 및 지도작성 (Simultaneous Localization And Mapping, SLAM) 에서 가장 기본이 되는 알고리즘은 확장 칼만 필터 SLAM(Extended Kalman Filter SLAM, EKF-SLAM)이다. 하지만 칼만 필터를 사용할 때, 시스템 설계자는 외부 입력에 대한 시스템적 특성과 외부 노이즈의 확률적 모델을 알고 있어야 하나, 실제 환경에서는 이를 정확히 파악할 수 없는 한계가 있다. 이에, 칼만 필터를 불확실성이 심한 실제 환경에 적용할 경우 내부 변수의 변화에 민감하게 반응하거나, 필터의 수학적 일관성이 지켜지지 않거나 또는 부정확한 상태 변수값을 추정하기도 한다. 이에 비해 $H_{\infty}$ 필터는 외부 모델에 대한 상세한 정보가 없을지라도 강인하게 상태를 예측할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 $H_{\infty}$ 필터의 특성이 이용로봇의 SLAM 알고리즘의 성능 향상에 도움이 될 것이라는 아이디어에 착안하여 $H_{\infty}$ 필터에 가번한 SLAM 알고리즘을 제안하고 이를 모의 실험에 적용해 보았다. 이를 통해 불확실성이 큰 환경에서는 제안된 알고리즘이 기존의 EKF-SLAM에 비해 다소 우수한 예측 성능을 보임을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.59-60
• /
• 2010

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.185-186
• /
• 2010

• 한국정밀공학회지
• /
• 제28권10호
• /
• pp.1174-1180
• /
• 2011

Not all line or point features capable of being extracted by sonar sensors from cluttered home environments are useful for simultaneous localization and mapping (SLAM) due to their ambiguity because it is difficult to determine the correspondence of line or point features with previously registered feature. Confused line and point features in cluttered environments leads to poor SLAM performance. We introduce a sonar feature structure suitable for a cluttered environment and the extended Kalman filter (EKF)-based SLAM scheme. The reliable line feature is expressed by its end points and engaged togather in EKF SLAM to overcome the geometric limits and maintain the map consistency. Experimental results demonstrate the validity and robustness of the proposed method.

• 한국게임학회 논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.87-96
• /
• 2012

본 논문에서는 시퀀스 상에서 확장 칼만필터(Extended Kalman Filter) 기반의 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 시스템의 안정적인 카메라 추적과 재위치(re-localization) 방법이 제안된다. SLAM으로 얻어진 3차원 특징점에 들로네(Delaunay) 삼각화를 적용하여 기준(reference) 평면을 설정하며, 평면상에 존재하는 특징점의 BRISK(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints) 기술자(descriptor)를 생성한다. 기존 확장 칼만필터의 오차가 누적되는 경우를 판단하여 기준 평면의 호모그래피로부터 카메라 정보를 해석한다. 또한 카메라가 급격하게 이동해서 특징점 추적이 실패하면, 저장된 강건한 기술자 정보를 매칭하여 카메라의 위치를 다시 추정한다.

• 전기학회논문지
• /
• 제65권12호
• /
• pp.2094-2102
• /
• 2016

In this paper, we propose an extended Kalman filter(EKF)-based simultaneous localization and mapping(SLAM) method using laser corner pattern matching for mobile robots. SLAM is one of the most important problems of mobile robot. However, existing method has the disadvantage of increasing the computation time, depending on the number of landmarks. To improve computation time, we produce the corner pattern using classified and detected corner points. After producing the corner patterns, it is estimated that mobile robot's global position by matching them. The estimated position is used as measurement model in the EKF. To evaluated proposed method, we preformed the experiments in the indoor environments. Experimental results of proposed method are shown to maintain an accuracy and decrease the computation time.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.155-156
• /
• 2009