동적 센서네트워크에서의 유동적 경계선 추종 제어

Abstract

본 논문에서는 동적 센서네트워크에서의 유동적 경계선 추종을 위한 이동로봇의 이동 방법을 제시한다. 최근 연구되고 있는 이러한 경계선 추종의 연구들은 단일 센서와 고정적 센서네트워크의 단점을 극복하고, 유동적으로 변화하는 환경 사건에 대하여 이를 추정하고, 추종하는데 목적을 두고 있다. 이 연구들은 경계의 확장률이나 곡률, 초기 위치 등과 같은 정보를 초기 조건으로 가정하거나, 관심 지역의 측정값에 대한 정보를 가지고 있다고 가정하고 있다. 그러나 제안한 이동 방법은 경계에 대한 정보를 가지고 있지 않은 이동로봇이 각각의 현재 측정값과 이전 상태, 이웃한 로봇의 위치 및 상태만을 파악하여, 자신의 현재 상태에 맞는 이동 방법을 선택하는 분산형 전략이다. 이 전략은 두 가지의 목적 달성을 전체로 하고 있다. 첫째는 목표값으로 구성된 경계선을 작은 넓이의 벗어남을 허용하는 경계 구역으로 설정하고, 이 안에서 모든 이동로봇이 위치하는 것이다. 두 번째는 경계를 효율적으로 추정하기 위하여, 이동로봇간의 분포를 균일하게 하는 것이다. 이 목표를 달성하고, 이전 연구의 오류와 성능 개선을 위해 먼저, 이동로봇의 상태 판별 기준을 명확히 하고, 상태(state)의 정의를 명확히 하였다. 또한 상태도(state diagram) 기반의 알고리즘 구조를 새롭게 제시하고, 각 상태에 맞는 이동 전략을 재정립하였다. 마지막으로, 산불 모델을 기반으로 원형과 타원형의 모양을 갖는 고정 및 확장형 경계에 대한 알고리즘의 경계 추종 능력의 검증과 이전 연구에 비해 향상된 성능을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.