현대전에서는 인명 손실을 최소화하는 동시에 타 전투체계와의 연계를 통해 부여된 임무를 성공적으로 이끌어 내기 위해 무인로봇을 활발하게 이용하고 있다. 본 논문에서는 미래 전장에서 중심 역할을 수행할 것으로 기대되는 무인로봇과 통제장치의 기능을 제안한다. 통제장치는 디지털 지도를 기반으로 무인로봇의 위치를 전시하는 동시에 특정 위치로의 자율 이동 명령을 내리게 하는 인터페이스이다. 통제장치에서 무인로봇의 실시간 이동 간에 디지털 지도 기반 가시선(line of sight) 분석을 수행함으로써 통신 가능지역 식별 및 중계기를 통한 통신 가능 영역 식별을 용이하게 한다. 제안한 무인로봇과 통제장치를 통해 전장 환경에서 부여된 작전을 성공적으로 이끄는데 주된 역할을 수행할 것으로 기대한다.
무인화 로봇 연구는 정해진 환경에서 빠른 속도로 반복적인 작업을 수행하기 위한 산업용 로봇을 이용하는 무인화 공장 등으로 발전되었다. 최근에는 정해진 환경에서 작업을 수행하는 것이 아닌 사람이 생활하는 공간에서 사람 대신 작업을 수행하는 무인화 로봇 시스템 연구가 증가하고 있다. 청소 로봇은 이미 많은 가정에 보급되었으며, 홈 로봇이나 안내 로봇에 대한 연구도 진행되고 있다. 또한 전쟁 지역이나 심해, 방사는 누출 지역 등 재난 지역에 사람 대신 투입되어 인명 구조나 탐사, 시설 복구 등의 역할을 수행하기도 한다.
현재 다양한 기능의 로봇들이 개발되고 있으며 사람들의 관심 또한 확대되고 있다. 그 기능과 이용 분야 또한 다양하게 확산되고 있다. 본 연구에서는 무인 로봇의 이동에 있어서 지정된 동작만을 반복하는 단순한 이동 로봇이 아니라 사람의 눈과 같이 로봇이 방향과 거리를 스스로 계산하여 스스로 제어가 가능하고 동작을 할 수 있는 시스템을 설계하고 구현하였다. 본 연구에서는 크리켓(Cricket) 센서 네트워크 기술을 이용한 실내 위치 추적 시스템을 이용하여 무인 이동 로봇의 자가 제어(Self-Control)가 가능하도록 할 수 있는 자동 주행 시스템을 개발하였으며 그 결과를 기술하였다. 무인 이동 로봇의 자동 제어 시스템의 프로토타입을 구현해 봄으로써 크리켓 센서네트워크를 이용한 로봇의 위치 측정 및 제어가 유용하게 사용될 수 있음을 보이고 있다.
본 논문에서는 유궤도 이동로봇의 이점을 활용하고 궤도의 유연성을 높여주기 위해 금속 테잎형태의 유궤도를 갖는 이동로봇 시스템을 제작하였다 제작된 무인 운반용 이동로봇은 초음파 및 광(적외선)센서가 탑재된 센서부, 모터 및 엔코더로 이루어진 모터부. 사용자 인터페이스부, 중앙제어부, 컴퓨터 인터페이스부로 구성된다. 초음파센서를 이용하여 이동 경로상의 장애물을 감지하고, 광(적외선)센서를 이용하여 금속 테잎의 궤도를 정확히 감지하여 원하는 위치에 이동할 수 있도록 하였다 개발된 유궤도 이동로봇은 금속 테잎형태의 궤도를 사용함으로써 궤도의 유연성을 높여줄 백만 아니라 무인 이동로봇들의 하드웨어적 소프트웨어적인 비용을 상당부분 절감할 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 야지 환경에서 동작하는 무인이동로봇에서 획득한 3차원 LIDAR (Light Detection and Ranging) 센서 정보와 로봇이 이동하는 지형의 3차원 DSM (Digital Surface Map)에서 정사윤곽선(Ortho-edge) 특징영상을 생성하고 정합하여 로봇의 현재 위치를 추정하는 기술을 제안한다. 최근의 무인이동로봇의 위치 인식에 대한연구는 GPS (Global Positioning System), IMU (Inertial Measurement Unit), LIDAR 등의 위치인식 센서를 융합하는 경우가 많아지고 있다. 특히 LIDAR에서 획득한 거리정보를 ICP(Iterative Closest Point) 기반의 기하정합으로 로봇의 위치를 추정하는 기술이 개발되고 있다. 그러나 이동로봇에서 획득한 센서 정보는 DSM의 센싱 방향과 큰 차이차이가 있어 기존의 기하정합 기술을 사용하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 서로 다른 센싱 방향에서 획득한 3차원 LIDAR 거리정보와 DSM에서 정사윤곽선이라는 특징 영상을 생성하고 이들을 정합하여 로봇의 위치를 추정하는 새로운 기술을 제안한다. DSM으로부터 현재 시점의 정사윤곽선 영상을 생성하는 방법, 전방향 LIDAR 거리센서에서 정사윤곽선 영상을 생성하는 방법, 그리고 정사윤곽선 영상의 정합 기술을 설명하였다. 실험에서는 다양한 주행 경로에 대한 위치 추정의 오차를 분석하고 제안 기술의 성능의 우수성을 보였다.
소형 무인항공기가 발달함에 따라 영상센서의 활용이 증가하였다. 특히 발전된 컴퓨팅 파워와 소형화된 영상센서의 발달로 무겁고 값비싼 레이더 장비의 기술을 영상센서로 구현하는 연구가 활발히 진행 중이다. 영상 이동표적표시(Moving Target Indication MTI) 기법은 이런 시대의 흐름에 따라 발달된 기술이며 현재 미군의 소형무인항공기 RQ-11 Raven에 상용화 되었다. 본 논문에서는 소형 무인항공기용 영상 MTI 기법의 원리를 설명하고 영상 MTI에서 주로 사용하는 카메라 운동 보 정 기법인 매개변수/비매개변수 방식의 영상정합의 접근법을 위주로 설명하였다. 또한 소형 무인항공기용 영상감시시스템 구현에서 가장 큰 문제점인 시차/항공기 진동 보정에 대한 진행 중인 연구논문도 소개하였다.
현대에 이르러서 기술의 발전과 COVID-19 확산, 인구 고령화, 3D 업종 기피 등의 영향으로 부족한 노동력을 대체하고 비대면 업종 증가에 따라 이동성을 갖춘 서비스 로봇이 대거 개발 및 보급되고 있다. 서비스 로봇의 시장 진입을 촉진하기 위한 움직임을 활발히 있으나 이에 관한 체계적인 사고조사 및 안전연구가 이루어지지 않는 상황이다. 본 논문에서는 전문 서비스 로봇의 안전한 사용을 위하여 서비스 로봇의 설치 및 사용 단계에서의 위험성평가 모델 개발과 건설업 무인 시공 로봇의 위험성 평가과정을 기술한다.
최근 IoT를 활용한 웨어러블 기기 및 무인 이동체에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 무인 이동체는 IT 기술들의 집약체라고 할 수 있다. 로봇, 자율 주행, 장애물 회피, 데이터 통신, 전력, 영상 처리 등의 기술들이 합쳐진 것을 무인 이동체 또는 무인 로봇이라고 부른다. 무인 이동체의 최종 목표는 수동이 아닌 자율 주행을 하여 목적지까지 안전하고 신속하게 도달하는 것을 목표로 한다. 본 논문에서는 무인 이동체의 기술들 중 하나인 영상 처리 분야를 다루고자 한다. 현재 배터리의 기술로는 무인 이동체가 최대 1시간까지 주행할 수밖에 없다는 것을 감안하여, 전력 소비를 최소한으로 줄이기 위해 소형 컴퓨터인 라즈베리 파이3를 사용하여 영상 인식 시스템을 설계하고자 한다. 제안하고자 하는 시스템은 카메라로부터 받는 영상의 모든 것을 인식하는 시스템을 목표로 한다.
현대의 고도화된 산업현장에서 로봇의 사용은 보편화되고 있는 실정이다. 사람이 하기 어려운 작업을 대신함으로 인해 작업의 효율성과 생산의 극대화를 이루고 있다. 이런 가운데 로봇의 쓰임이 다양화되고 있는 추세에 있다. 그 중 한 분야로 무인 탐사 로봇을 만들어 보려 한다. 무인 탐사로봇의 주요기능으로는 악조건에서도 움직일 수 있는 이동체와 원거리에서도 사람이 실시간으로 볼 수 있는 영상전송기능 등을 필요로 한다. 이런 기능을 담당하는 부품들을 제어하기 위해 프로세서가 사용된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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