다중 코드 초음파 센서 네트워크를 이용한 군집로봇 위치인식 시스템. 4.

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제 석사논문입니다.
심사발표때 썼던 PPT 자료와 부가설명으로 정리했습니다.

내용에 대해서 지적이나 의견을 제시해주시는 것은 감사히 받겠습니다.

나름 제가 그동안 살아오면서 만든 것 중 가장 강력한 저작권이 걸린 물건이니(!)
다른 곳으로 가져가거나 함부로 사용하진 말아주세요.

참고용으로 쓰시겠다면 레퍼런스는 달아주시고(부산대학교 전자전기공학과 석사졸업논문입니다)
서로 겹치는 주제로 학회에서 보는 일은 없길;; 바랍니다.

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로봇의 역할을 기준으로 로봇은 크게 일반 로봇과 커멘더 로봇으로 나눠집니다.
일반 로봇은 커멘더한테 명령 받아서 수동적으로 움직이는 녀석들이고,
코만도커멘더 로봇은 초음파 송수신 동기 맞춰주고 전체적인 알고리즘을 관리하는 녀석입니다.

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전체 시스템의 동작개요입니다.
위치인식에 걸리는 시간은 약 200ms정도.
그리 빠르진 않지만 기존 방법들에 비하면 괜찮은 수준입니다.
카메라를 쓰는 것보다는 느리겠죠.

신호받고 처리하는데 걸리는 시간이 100ms가량, 통신하는 데 걸리는 시간이 100ms가량이기 때문에
통신쪽을 개선하면 더 빨라질거라고 생각합니다.
계산쪽은.. 현재 제어용 DSP로는 최고라는 TMS320F2812로 이 정도니 뭐;;; 어셈으로 짜면 빨라질지도.

제목에서 '센서 네트워크'를 뺄 수 없었던 게 이부분 때문입니다.
서로 획득한 정보를 주고받는다는 개념이 빠지면 아무 것도 안되죠.

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이 과정에서 로봇 간에 주고받는 통신 프로토콜이 있는데, 역시 PPT분량관계상 생략했습니다.
통신 프로토콜은 인간 언어를 기반으로 문법체계를 만들어주고 싶었는데
사실 아직 그 정도는 안되고; 향후 업그레이드를 통해서 최대한 올려볼 생각입니다.
이 부분은 나중에 따로 포스팅하든지 하지요.

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애니메이션 '정들면 고향 코스모스장'의 마지막화에서,
적으로 나오는 군집 로봇들을 보고 박사 캐릭터의 대사가 "싸게 만든 것이라 명령을 주는 놈이 따로 있다"라고 하고 그 놈만 패니까 다 뻗어버리죠.

냅 싸구려.

대신 커멘더 권한을 서로 주고 받아서, 커멘더가 죽으면 다른 녀석이 커멘더가 됩니다.
학부4학년때 정컴가서 분산처리 수업 들은 거 그래도 한번 써먹었심.
..라곤 하지만 구현만 해놓고 아직 실제로 써먹을 일이 없었다능.

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초기화 과정입니다.
좌표와 진행방향을 정밀측정해서 초기좌표를 잡아주는 과정이 있는데, PPT 분량 관계상 생략.

처음에 초음파로 측정된 거리값만으로 좌표를 추정하면,
좌표계의 축상에 있는 로봇은 괜찮지만 나머지들은 좌파인지 우파인지 좌평면에 있는지 우평면에 있는지 알 수가 없습니다.
그래서 한녀석을 돌려보고 제어상의 각속도와 측정상의 각속도의 부호가 일치하는 쪽에 있다고 판단.
한대가 확정되면 나머지는 계산적으로 알 수 있습니다.

그리고 계속해서 로봇들이 움직이더라도,
최초로 생성된 상대좌표계를 절대좌표계로 삼아 좌표를 계산할 수 있습니다.


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다음편은 드디어 실제 구현과 실험결과가 되겠군요.