쉽게 설명하는 자율 주행 기술, 로봇은 어떻게 자기의 위치를 아는가?

안녕하세요.

오늘은 자율 주행 기술에 대해 쉽게, 제가 아는 선에서 설명해보려고 합니다.

저는 석사 2년동안 자율주행분야에서 연구했었는데요.

제가 아는 것, 제가 하는 것, 제가 속해 있는 분야에 대해 잘 설명하는 것이 중요한데

스팀잇에서 연습하려고요!

참! @stella12, @tradingideas 글을 최근에 봤는데 재밌게 봤습니다 ㅎㅎ

@stella12님 포스팅

@tradingideas님 포스팅 아마존 물류 센터에 있는 로봇 키바


본론


생각보다 자율 주행 기술은 우리 생활과 가까이 있고 다가오고 있습니다.

로봇 청소기

공장 물류 로봇

자율주행차!

특히 최근 로봇청소기는 ㅋㅋ

집 구조를 파악하고 돌아다닌다고 합니다.

스마트폰으로 집 평면도를 볼 수 있어요!

관련 이미지

<Dyson 360>


그렇다면 자율 주행 기술이 도대체 뭘까요?

제가 생각하는 자율주행은 이렇습니다.

로봇이 자기 주변의 환경을 알고, (Mapping)

특정 환경에서 자기 위치가 어디있는지 알고, (Localization)

장애물을 피하면서, (Obstacle avoidance)

목적지까지 최적의 경로로 가는 것 (Path planning)

이게 자율주행 기술이라고 생각합니다.

<Autonomous naviation system on simulation>


생각해보면 사람과 비슷하지 않나요?

예를 들어, 제가 코엑스에 있습니다.

저는 코엑스에 있는 메가박스를 가고 싶어요.

어떻게 찾아갈까요?


  1. 먼저 지도를 봐야겠죠. 코엑스에는 지도를 보여주는 디스플레이가 있습니다.
    (로봇은 특정 환경의 지도를 가지고 있다. 없다면 만들어야 한다. 이것이 Mapping)

  2. 다음으로 내가 그 지도에서 어디있는지 파악하는 것입니다. 그리고 가고자 하는 메가박스가 어디있는지 확인을 해야겠죠.
    (로봇은 지도 상에서 자신이 어디 있는지 파악한다. 이것이 Localization)

  3. 그 다음에는 사람들을 피해가며 메가박스로 갑니다.
    (목적지까지 최적의 경로를 만들고 장애물을 피해갑니다. Obstacle avoidance or Path planning)

  4. 중간에 길을 잃을 때도 있죠. 왜냐하면 코엑스는 넓으니깐요! 그렇다면 지도를 다시 보고 내가 어디있는지 확인하고 빠른 길로 갑니다.
    (로봇도 길을 잃을까요? 자신의 위치를 잃어버릴 수 있을까요? 퀴즈입니다!)

  5. 메가박스에 도착했다!


어떤가요?

사람과 로봇이 목적지까지 찾아가는 방법이 비슷해보이지 않나요?


쉬운 문제를 풀어봅시다.


로봇은 지도가 있다는 가정 하에,

그 지도에서 자신이 어디에 있는지 어떻게 알 수 있을까요?

로봇의 위치 추정에 집중해보려고 합니다.


사람으로 예를 하나 들어보겠습니다.

만약 사람이 눈을 감고 코엑스의 메가박스를 찾아야 한다면 찾아갈 수 있을까요?

코엑스를 몇 번 가봤던 사람이라고 해봅시다.

눈 감고 걸으면 자신이 생각한 이동 거리와 실제 이동 거리가 달라질 것입니다. 그리고 오래 눈 감고 걸을수록 그 오차는 커지겠죠.

그러다가 눈을 뜨면 순간 어디 있는지 모를 수 있지만

이전에 봤던 음식점들을 보고 자신의 위치를 파악할 수 있죠.


로봇도 마찬가지입니다.

센서가 필요합니다. 즉, 주변 환경을 파악할 센서 말이죠. 눈이나 귀처럼요!

로봇은 여러 센서들을 이용하여 현재 관측하는 데이터와 지도 (기존에 특정 장소에 대한 데이터, 이전에 봤던 랜드마크, 특징)을 매칭시켜보면서 로봇의 위치를 추정합니다. 여러가지 방법으로요!

<Lidar, RGB-D camera, camera>


결론


최대한 쉽게 설명하려고 했는데 재밌게 읽으셨는지요.

어떤지 잘 모르겠어요.

언젠가 각 집마다 자율주행기술이 들어간 로봇이 하나씩 갖게될 것을 꿈꾸며

글을 마치겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다!


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