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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 임성수
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수46
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2020
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협동 로봇 시스템에서는 작업자와 로봇이 작업 영역을 공유하며 작업의 효율성을 증진할 수 있다. 하지만 작업 영역 공유로 인해 예기치 못한 충돌과 같은 작업자의 안전을 위협하는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 상황을 발생하는 것을 막으며 작업자의 안전을 보장하기 위한 시스템을 구축하기 위해 작업자의 위치 및 속도를 실시간으로 추적하는 연구를 진행하여 작업자 안전 보장 시스템을 구축하였다.
작업자 안전 보장 시스템은 두 가지로 이루어져 있다. 첫 번째는 작업자의 위치 및 속도를 추적하는 방법이다. 작업환경에는 고정된 RGB 카메라를 설치하여 작업공간을 실시간으로 감시하게 된다. 카메라로부터 받아온 영상에서 작업자가 존재하면 합성 곱 인공 신경망을 이용한 영상 물체 인식 알고리즘을 이용해 영상 내 작업자 위치를 받아오게 된다. 좌표 변환을 이용하여 영상 내 작업자의 위치로부터 작업 공간 내 작업자의 위치를 계산할 수 있다.
여러 카메라에서 받은 영상을 조합하여 작업 공간의 작업자 위치를 보정하고 작업자의 수를 계산할 수 있다. 이전 추적 데이터와 비교를 통해 새로 들어온 작업자와 기존 작업자를 구별할 수 있고 칼만 필터를 통해 작업자의 위치 및 속도를 실시간으로 추정할 수 있다. 만약 한 명의 작업자만 작업하는 작업 공간일 경우 작업 공간에 있는 여러 장애물에 방해받지 않고 작업자의 위치 및 속도를 추적할 수 있는 알고리즘을 제시했다.
두 번째는 실시간으로 받은 작업자의 위치 및 속도를 이용하여 로봇의 속도를 제어하는 방법이다. 로봇의 속도를 제어하는 식은 ISO/TS 15066의 작업자와 로봇의 보호 거리 식을 이용했다. 로봇의 속도, 작업자의 속도 등의 매개 변수에 따라 보호 거리를 구할 수 있고, 만약 보호 거리 이내에 작업자가 침입하면 로봇의 속도를 제어하며 위급할 시 로봇을 정지하는 알고리즘을 제시했다.
작업자 안전 보장 시스템은 두 가지로 이루어져 있다. 첫 번째는 작업자의 위치 및 속도를 추적하는 방법이다. 작업환경에는 고정된 RGB 카메라를 설치하여 작업공간을 실시간으로 감시하게 된다. 카메라로부터 받아온 영상에서 작업자가 존재하면 합성 곱 인공 신경망을 이용한 영상 물체 인식 알고리즘을 이용해 영상 내 작업자 위치를 받아오게 된다. 좌표 변환을 이용하여 영상 내 작업자의 위치로부터 작업 공간 내 작업자의 위치를 계산할 수 있다.
여러 카메라에서 받은 영상을 조합하여 작업 공간의 작업자 위치를 보정하고 작업자의 수를 계산할 수 있다. 이전 추적 데이터와 비교를 통해 새로 들어온 작업자와 기존 작업자를 구별할 수 있고 칼만 필터를 통해 작업자의 위치 및 속도를 실시간으로 추정할 수 있다. 만약 한 명의 작업자만 작업하는 작업 공간일 경우 작업 공간에 있는 여러 장애물에 방해받지 않고 작업자의 위치 및 속도를 추적할 수 있는 알고리즘을 제시했다.
두 번째는 실시간으로 받은 작업자의 위치 및 속도를 이용하여 로봇의 속도를 제어하는 방법이다. 로봇의 속도를 제어하는 식은 ISO/TS 15066의 작업자와 로봇의 보호 거리 식을 이용했다. 로봇의 속도, 작업자의 속도 등의 매개 변수에 따라 보호 거리를 구할 수 있고, 만약 보호 거리 이내에 작업자가 침입하면 로봇의 속도를 제어하며 위급할 시 로봇을 정지하는 알고리즘을 제시했다.
목차
1. 서론 11.1 연구배경 11.2 연구 목적 및 내용 22. 작업자 위치 및 속도 추정 32.1 작업자 인식 32.2 작업자 위치 측정 52.3 칼만 필터를 이용한 작업자 위치 및 속도 추정 92.4 작업자 위치 및 속도 예측 113. 단일 작업자 추적 133.1 단일 작업자 추적 알고리즘 133.2 실험 환경 구성 143.3 단일 작업자 추정 그래프 163.4 단일 작업자 위치 추정 오차 184. 다중 작업자 추적 214.1 다중 작업자 추적 알고리즘 214.2 작업자 위치 통합 224.3 작업자 추적 254.4 다중 작업자 추적 실험 275. 로봇의 보호 정지 제어 305.1 로봇과 작업자의 보호 이격 거리 계산 305.2 로봇의 보호 정지 제어 실험 336. 결론 36
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