Real-time Control System for Mobile Robots and Path Tracking Control Algorithm

이동로봇의 실시간 주행제어를 위한 제어시스템 설계 및 경로 추종제어 방법

Real-time mobile robot controllers usually have been designed focused on control theory without paying attention to the importance of system integration. This paper demonstrates that autonomous mobile robots require a real-time controller with a wide range of capabilities in addition to control theory. An architectural frame work supporting these capabilities has been designed in actual hardware environments. Individual modules such as a path planner, a path tracking controller, position estimators, wheel controllers and other cruical elements have been successfully integrated into the control system using this frame work. The overall performance of the system was investigated via a series of tracking experiments with a prototype mobile robot named LCAR deveoped in the laboratory. The context of the research involves the architecture, its implementation and experimental results.

본 논문에서는 새로운 이동로봇의 제어구조로서 범용 개인용 컴퓨터를 주축으 로 설계되는 이동로봇 제어시스템에 대해 기술하고자 한다. 이 제어시스템에서는 자율 이동로봇의 경로제어에 필수적인 경로계획기. 경로추종 제어 알고리즘, 자기 위 치 추정기 그리고 휠 제어기 등을 모듈별로 연결/구성하였으며, 본 연구실에서 연구용 으로 개발한 휠 구동 지능형 이동 로봇 LCAR-90의 시스템 묘사와 함께 제어 시스템의 하드웨어적 설계배경에 대해 기술하고, 제 3장에서는 제어시스템의 필수적인 요소중 하나인 이동로봇의 자기 위치 추정방법과 제어 시스템의 핵심부인 경로추종 제어에 관한 새로운 알고리즘을 적용한 결과에 대해 논의한다. 최종적으로 제 4장에서는 본 연구를 통해 얻은 결론을 기술하였다.