단순구조 퍼지논리시스템을 이용한 이동 로봇의 주행 제어기 설계

국문 초록 (Abstract)

이동로봇에 관한 연구가 널리 진행되고 있다. 본 논문에서는 미지의 공간에서 효과적으로 장애물을 회피할 수 있는 SFLC(single-input fuzzy logic controller) 기반의 이동로봇의 주행 제어기 설계와 구현을 제안한다. 장애물의 위치와 거리 인식을 위해 초음파센서를 사용하였으며, 좌, 우측 바퀴의 각속도 출력 제어를 위하여 퍼지논리시스템 기반의 제어기를 설계하였다. 퍼지제어기의 퍼지화 방법은 싱글톤 방법, 추론법은 간략화된 Mamdani의 추론법, 비퍼지화 방법은 간략화된 무게중심법을 사용하였다. 제안한 퍼지제어기의 성능 및 실제 적용 가능성의 평가를 위해 이동로봇의 모델링에 근거한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 이동로봇이 장애물을 피하면서 목표지점에 정확히 도착함을 확인하였다. 더욱이 기존의 2-입력 퍼지논리시스템 기반의 제어기로부터 단일 입력을 가지는 단순구조 퍼지논리제어기를 설계할 수 있음도 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we present an obstacle avoidance control algorithm for mobile robots based on SFLC (single-input fuzzy logic controller) with an efficient fuzzy logic look-up table to replace the traditional complicated operation. This method achieves better performance than traditional methods in terms of efficiency. The output of a SFLC leads the robot to the target automatically although many obstacles on the path. Our experiments show that the robot has good performance in the view of path tracking and other efficiency.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 이동 로봇 시스템의 구조
• 3. 초음파센서 기반의 감지시스템
• 4. 단일입력의 퍼지논리 제어기 설계
• 5. 실험 및 결과
• 6. 결론
• 참고문헌
• 저자소개

참고문헌 (Reference)

1 채문석, "장애물 회피를 위한 자율이동로봇의 퍼지제어" 한국정보통신학회 10 (10): 1718-1726, 2006

2 최배훈, "실내형 이동로봇을 위한 레이저 스캐너를 이용한 위치 인식과 장애물 추적" 한국지능시스템학회 21 (21): 329-334, 2011

3 배봉규, "비전과 퍼지 규칙을 이용한 이동로봇의 경로계획과 장애물회피" 11 (11): 470-476, 2001

4 허준영, "비전과 IR 센서를 갖는 이동로봇의 퍼지 규칙을 이용한 자율 주행" 한국지능시스템학회 17 (17): 901-906, 2007

5 나두영, "모듈형 로봇의 자가 결합을 위한 퍼지 주행 제어 및 장애물 회피 제어" 한국지능시스템학회 19 (19): 470-477, 2009

6 J. Borenstein, "The Vector Field Histogram Fast Obstacle Avoidance for Mobile Robot" 7 (7): 278-288, 1997

7 W. L. Xu, "Sensor-Based Fuzzy Reactive Navigation of a Mobile Robot through Local Target Switching" 9 (9): 451-459, 1999

8 O. Khatib, "Real-Time Obstacle Avoidance for manipulator and Mobile Robots" 90-98, 1986

9 E. H. Mamdani, "Prescriptive Method for Deriving Control Policy in a Fuzzy-logic Controller" 11 (11): 625-626, 1975

10 C. C. Lee, "Fuzzy Logic in Control Systems: Fuzzy Logic Controller—Part I & II" 20 (20): 404-435, 1990

11 H. R. Beon, "A Sensor-based Navigation for a Mobile Robot using Fuzzy-logic and Reinforcement Learning" 12 (12): 521-527, 1997

12 B.-J. Choi, "A New Simple Design Methodology for Fuzzy Logic Controllers and Its Stability Analysis" KAIST 1998