뉴로퍼지를 이용한 자율 이동로봇의 주행알고리즘
- Issued Date
- 2008
- Abstract
- 1969년 Nilson[19]등에 의해 자율주행로봇의 개발이 시도된 이후, 이동로봇의 하드웨어 시스템, 환경인식 성능, 그리고 자율주행성능 등에서 기술적 발전을 이루어왔다. 그 결과, 생산현장뿐만 아니라 의료 및 재활 보조용 로봇[20] 건물내에서 안내 및 물건배달에 사용되는 로봇[21], 그리고 주요 시설물에 대한 감시로봇[22], 미지지역에 대한 탐사로봇, 원전과 같은 유해하며 고도의 주의를 필요로 하는 지역에서의 작업을 위한로봇 등이 개발되고 있다.
1969년 Nilson[19]등에 의해 자율주행로봇의 개발이 시도된 이후, 이동로봇의 하드웨어 시스템, 환경인식 성능, 그리고 자율주행성능 등에서 기술적 발전을 이루어왔다. 그 결과, 생산현장뿐만 아니라 의료 및 재활 보조용 로봇[20] 건물내에서 안내 및 물건배달에 사용되는 로봇[21], 그리고 주요 시설물에 대한 감시로봇[22], 미지지역에 대한 탐사로봇, 원전과 같은 유해하며 고도의 주의를 필요로 하는 지역에서의 작업을 위한로봇 등이 개발되고 있다.
본 논문에서는 AMR의 연구분야 중 주어진 작업을 성공적으로 완료하기 위하여 작업공간에서 가장 효율적인 이동경로를 선택하여 주행하는 이동 로봇의 주행 알고리즘에 대해서 연구하였다.
본 논문에서는 자율주행로봇의 지역경로를 계획하기 위하여 다층퍼셉트론 구조와 역전파 알고리즘을 이용하여 조향규칙을 학습시킴으로써 로봇의 최단경로 선택 및 안정적인 주행동작을 도모하고자 한다.
신경망을 사용하여 각각의 센서로부터 입력되는 외부환경에 대한 정보를 종합하고 경로의 방향 즉 이동로봇의 조향을 결정할 수 있는 조향기의 알고리즘을 설계한다.|while the majority of an industrial robot fiend, a manipulator robot field, has been studied to be appropriate for a fixed working environment, an autonomous driving robot has been studied to be operated in an environment with a lotof uncertainties that has to be taken account, which was the most difficult thing for me. In the "Autonomous Driving Robot" research field, there are mony fields such as position ~ tracking, the shortest route searching, route planning, avoiding clashing into a hurdle, trace control, integration of Sensors information and etc.
This paper is regarding a research on planning an area route among the
methods for route planing and a design on algorithm of an apparatus that
can decide the route direction,(mobile robot), and consider input
information, which is on an external network, from Sensors by using a
neural network.
The simulation and implementation results of the Autonomous Driving Robot shows that the Autonomous Driving Robot can be opperated in a
similar way as experts actually manipulate while perceiving the
neighboring environment. And it can be adapted to be changed
environment without any special manipulation
- Alternative Title
- Navigation Algorithm of Autonomous Mobile Robot Using Neuro - Fuzzy
- Alternative Author(s)
- Noh youn hee
- Affiliation
- 일반대학원 제어계측 공학과
- Department
- 일반대학원 제어계측공학과
- Advisor
- 최한수
- Awarded Date
- 2009-02
- Table Of Contents
- 목 차
목 차 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅰ
LIST OF TABLES ․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅲ
LIST OF FIGURES ․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅴ
ABSTRACT ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅶ
Ⅰ. 서 론 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․1
Ⅱ. 신경망조향기․․․․․․․․․․․․․․․․․․3
A. 역전파알고리즘․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․3
B. 신경망 조향기의 설계․․․․․․․․․․․․․․․․․5
C. 퍼지제어기의 기본구조․․․․․․․․․․․․․․․․7
D. 퍼지화(Fuzzifier)․․․․․․․․․․․․․․․․․․․8
E. 지식기반과 추론․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․10
F. 비퍼지화․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․14
G. Look-up Table ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․15
H. 자율주행로봇의 주행알고리즘․․․․․․․․․․․․16
Ⅲ. 이동로봇의 설계 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․26
A. 이동로봇 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․26
1. 이동로봇의 분류 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․26
B. 전체 시스템의 구성 ․․․․․․․․․․․․․․․․․28
1. 센서부 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․29
2. CPU(AVR128) ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․31
3. 모터부 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․33
4. 모터 드라이버․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․34
5. 무선통신 모듈 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․37
C. 이동로봇의 설계․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․38
Ⅳ. 모의실험 및 고찰 ․․․․․․․․․․․․․․․․․40
1. 모의실험 인터페이스․․․․․․․․․․․․․․․․․․40
2. 컴퓨터 모의실험․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․42
3. 고 찰․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․61
Ⅴ. 결 론 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․62
참고문헌 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․63
LIST OF TABLE
Table 1. Constant of The Algorithm ․․․․․․․․․․․4
Table 2. Quantized Level of Input Data ․․․․․․․․․5
Table 3. The example of the discrete type fuzzy variable ․․․․9
Table 4. Nonlinear Quantization Step ․․․․․․․․10
Table 5. Rule Base ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․11
Table 6. The General Look-up Table ․․․․․․․․․․15
Table 7. Linguistic expression for obstacle distance ․21
Table 8. Linguistic expression for obstacle angle ․22
Table 9. Linguistic expression for robot speed ․․․23
Table 10. Linguistic expression for steering angle ․․․․․24
Table 11. Rulebase for steering angle fuzzy
controller(case 1 : Robot Speed : SL) ․․․․․․․․․․․․․25
Table 12. Classification by Induction Method․․․․․․26
Table 13. Computer simulation 1․․․․․․․․․․․․․42
Table 14. Computer simulation 2․․․․․․․․․․․․․43
Table 15. Computer simulation 3․․․․․․․․․․․․․44
Table 16. Computer simulation 4․․․․․․․․․․․․․45
Table 17. Computer simulation 5․․․․․․․․․․․․․46
Table 18. Computer simulation 6․․․․․․․․․․․․․47
Table 19. Computer simulation 7․․․․․․․․․․․․․48
Table 20. Computer simulation 8․․․․․․․․․․․․․49
Table 21. Computer simulation 9․․․․․․․․․․․․․50
Table 22. Computer simulation 10․․․․․․․․․․․․51
Table 23. Computer simulation 11․․․․․․․․․․․․52
Table 24. Computer simulation 12․․․․․․․․․․․․53
Table 25. Computer simulation 13․․․․․․․․․․․․54
Table 26. Computer simulation 14․․․․․․․․․․․․55
Table 27. Computer simulation 15․․․․․․․․․․․․56
Table 28. Computer simulation 16․․․․․․․․․․․․57
Table 29. Computer simulation 17․․․․․․․․․․․․58
Table 30. Computer simulation 18․․․․․․․․․․․․59
LIST OF FIGURES
Fig 1. The Blockdiagram of BP Algorithm ․․․․ㆍㆍ․3
Fig 2. The Control Block of Diagram of AMR․․․․․․4
Fig 3. Basic Structure of fuzzy contriller․․․․․․․․7
Fig 4. Input ․ Output of Fuzzy controller ․․․․․․16
Fig 5. Choice of Obstacle Avoidance․․․․․․․․17
Fig 6. Input Parameters of Path Tracking Behavior ․․․18
Fig 7. Input Parameters of Obstacle Avoidance Behavior․․․․19
Fig 8. Obstacle distance ․․․․․․․․․․․․․․․․21
Fig 9. Obstacle angle ․․․․․․․․․․․․․․․․․22
Fig 10. Robot Speed ․․․․․․․․․․․․․․․․23
Fig 11. Steering Angle․․․․․․․․․․․․․․․․․24
Fig 12. Block diagram of System․․․․․․․․․․․․28
Fig 13. GP2Y0A21YK․․․․․․․․․․․․․․․․․29
Fig 14. Output of PSD Sensor ․․․․․․․․․․․․30
Fig 15. Sensor Output Function Using the CurveExpert Program․․․․30
Fig 16. Filtering for PSD Sensor Value․․․․․․․․․31
Fig 17. Procedure for Algorithm․․․․․․․․․․․․33
Fig 18. D.C Motor․․․․․․․․․․․․․․․․․․33
Fig 19. Example of Motor Operation Using the H bridge Circuit․․․․․34
Fig 20. Block diagram of L298․․․․․․․․․․․․․35
Fig 21. Inside implementation of L298․․․․․․․․․․35
Fig 22. Motor Schematic․․․․․․․․․․․․․․36
Fig 23. Bluetooth Module ․․․․․․․․․․․․․․․37
Fig 24. Block diagram of A.M.R ․․․․․․․․․․․․38
Fig 25. The shape of robot ․․․․․․․․․․․․․39
Fig 26. CPU board․․․․․․․․․․․․․․․․․․․39
Fig 27. Computer simulation interface․․․․․․․․․․40
Fig 28. Computer simulation 1․․․․․․․․․․․42
Fig 29. Computer simulation 2․․․․․․․․․․․․43
Fig 30. Computer simulation 3․․․․․․․․․․․․44
Fig 31. Computer simulation 4․․․․․․․․․․․․45
Fig 32. Computer simulation 5․․․․․․․․․․․․46
Fig 33. Computer simulation 6․․․․․․․․․․․․47
Fig 34. Computer simulation 7․․․․․․․․․․․․48
Fig 35. Computer simulation 8․․․․․․․․․․․․49
Fig 36. Computer simulation 9․․․․․․․․․․․․50
Fig 37. Computer simulation 10․․․․․․․․․․․․51
Fig 38. Computer simulation 11․․․․․․․․․․․․․52
Fig 39. Computer simulation 12․․․․․․․․․․․․․53
Fig 40. Computer simulation 13․․․․․․․․․․․․․54
Fig 41. Computer simulation 14․․․․․․․․․․․․․55
Fig 42. Computer simulation 15․․․․․․․․․․․․․56
Fig 43. Computer simulation 16․․․․․․․․․․․․․57
Fig 44. Computer simulation 17․․․․․․․․․․․․․58
Fig 45. Computer simulation 18․․․․․․․․․․․․․59
Fig 46. Computer simulation 19․․․․․․․․․․․․․60
Fig 47. Computer simulation 20․․․․․․․․․․․․․60
- Degree
- Master
- Publisher
- 조선대학교
- Citation
- 노윤희. (2008). 뉴로퍼지를 이용한 자율 이동로봇의 주행알고리즘.
- Type
- Dissertation
- URI
- https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/7481
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000237519
- Appears in Collections:
- General Graduate School > 3. Theses(Master)
- Files in This Item:
-
-
Download
뉴로퍼지를 이용한 자율 이동로봇의 주행알고리즘.pdf
기타 데이터 / 3.23 MB / Adobe PDF
-
Items in Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.