Obstacle Collision Avoidance of Micro-UAVs Equipped With Limited Information Sensors
- 주제(키워드) 도움말 drones , ultrasonic sensors , velocity obstacles , 3D collision avoidance , obstacle avoidance
- 발행기관 Sogang University Graduate School
- 지도교수 Choi, Myungwhan
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000059002
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
In this master’s thesis, an obstacle collision avoidance system that is based on velocity obstacles for a micro-drone is presented. This system relies primarily on the information provided by the limited-information ultrasonic sensors installed on micro-drones to be able to come up with a velocity that a micro-drone should use in order to avoid collision. To be able to use an obstacle collision avoidance system equipped with ultrasonic sensors to avoid stationary and moving obstacles in the environment, the system dealt with the sensor azimuth problem. When certain conditions are met, the sensor azimuth problem was solved by using the geometry about the obstacles and the sensors at the detection plane. The system computed estimates of the obstacle when the geometric conditions were not met. Outside the detection plane, the system considered all possible coordinates and movements of the obstacle in order to apply the velocity obstacle method. Using the estimated information, the micro-drone in this research was able to generate multiple velocity obstacles called estimated velocity obstacles. They were used in order to choose a velocity that will avoid collision with a stationary or moving obstacle. The system was tested through simulation by generating the trajectories of the drone. The simulations were done on 2D and 3D cases. Results show that the micro-drone was able to avoid collision with the obstacles and was able to safely arrive at its destination point.
more초록/요약
본 연구에서는 마이크로 무인 비행기의 속도 장애물(velocity obstacle)에 기반한 장애물 충돌회피 시스템을 제안한다. 이 시스템은 주로 충돌회피를 계산하기 위해 필요한 속도 계산을 하고자 마이크로 무인 항공기에 설치된 제한-정보 초음파 센서 정보에 의존한다. 초음파 센서를 부착한 장애물 충돌회피 시스템이 고정/이동 장애물을 피하기 위해, 시스템은 센서 방위각 문제를 계산한다. 특정 조건에 부합할 때, 센서 방위각 문제는 장애물과 검출면의 센서 간의 구조를 이용하여 계산된다. 이 시스템은 기하적 특성 조건을 만족하지 않을 때, 장애물의 추정값을 계산한다. 검출면 외부에서 이 시스템은 속도 장애물 기법(velocity obstacle method)을 적용하기 위해 모든 가능한 장애물의 좌표와 이동을 계산한다. 이 연구에서는 마이크로 무인 비행기의 예측한 정보를 사용하여 예측한속도 장애물 라 지칭한 다수의속도 장애물을 생성할 수 있었다. 이러한속도 장애물은 정시상태나 장애물 사이 이동시 충돌을 피하는 속도를 선택하는데 사용되어진다. 무인비행기의 궤적을 생성하여 본 연구의 실험 수행되어고, 2차원(2D) 및 3차원(3D) 공간에서 수행되었다. 실험결과 무인비행기는 장애물 충돌을 피할 수 있었고, 목적지에 안전하게 도착함을 확인할 수 있었다.
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