Abstract
This paper analyzes performance of major obstacle avoidance methods. For the analysis, numerical performance indexes are proposed: motion distance to goal point, motion time, distance to obstacles, and smoothness of the motion. Especially, the index of smoothness measures efficiency of the motion using the angular acceleration and jerk of the robot heading. Four major obstacle avoidance methods are compared in terms of the performance indexes. The four methods are artificial potential field(APF) method, elastic force(EF) method, APF with virtual distance, and EF with virtual distance. Through simulation, the four methods are compared and features of the methods are explored.
본 논문에서는 대표적인 이동 로봇의 장애물 회피 방법들의 성능을 분석한다. 이를 위해 장애물 회피 성능 지수로서 목표점까지 이동한 거리, 이동 시간, 장애물과의 거리, 로봇 동작의 평활도(smoothness)를 제시한다. 특히 로봇 동작의 평활도는 로봇 동작 시 조향 방향의 각가속도와 저크(jerk)를 사용하여 로봇의 실질적 이동 효율성을 측정하는 성능 지수이다. 주어진 성능 지수에 의하여 4가지의 주요한 장애물 회피 방법을 비교하였다. 주요한 장애물 회피 방법은 인공 전위계 방법, 탄성력(elastic force) 방법, 가상 거리(virtual distance)에 의한 인공전위계 방법, 그리고 가상 거리에 의한 탄성력 방법이다. 시뮬레이션을 통하여 각 방법의 성능을 비교 분석하여 각각의 장애물 회피 특성을 파악하였다.
