혼합 비주얼 서보 제어 기법을 이용한 이동로봇의 목표물 추종

Abstract

본 논문은 최근 다양한 분야에서 이용되고 있는 이동로봇이 안정적으로 목표물을 추종하는 기법을 제안한다. 이를 위하여 목표물 후면에 특정 형태의 표적을 설치하고 영상처리를 통해 해당 표적을 추출하며 그 중 이동로봇의 추종 대상이 되는 표적을 인식한다. 또한 영상 정보로부터 목표물 추종에 필요한 상대 위치 및 자세 정보를 얻는 방법을 제시하고, 이 정보들을 이용하여 이동로봇이 표적으로부터 일정한 위치에 존재하도록 제어하는 알고리즘을 제안한다. 기존에 연구된 위치기반 비주얼 서보 제어를 이용하여 목표물을 추종하는 기법의 시야각 이탈과 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 영상기반 제어를 도입한다. 제안하는 기법은 위치기반 제어와 영상기반 제어의 제어 입력을 동시에 입력받고, 표적 영상이 시야각 이탈에 대한 위험이 있는 영상의 주변부에 존재할 경우 하이퍼볼릭 형태를 이용한 혼합 함수와 결합하여 두 제어 입력을 가중치 곱과 같은 방식으로 혼합한다. 이동로봇에 대한 모의실험 및 실험을 통해 실시간 영상처리 알고리즘의 적용 가능성을 보이고, 기존의 위치기반 제어와 제시된 혼합제어 기법을 비교함으로써 제안된 제어 기법의 유효성을 확인하며 안정성 향상을 보인다.