시뮬레이션 기반 로봇 플랫폼구축 방법 연구

Abstract

본 논문은 Manipulator가 장착된 반자율 이동체 개발을 위한 시뮬레이션 플랫폼 구축 방법에 대한 연구를 진행하였다. 실제 하드웨어 개발은 고비용 및 많은 시간이 필요할 뿐만 아니라 조기 오류 검출에 대하여 어려운 부분이 있어, 시뮬레이션을 이용하여 실제 로봇과 유사하게 모델링하고 테스트를 진행하였다. 시뮬레이션 구성을 위해 ROS와 Gazebo 기반으로 플랫폼을 구축하였다. ROS는 하드웨어 추상화, 프로세스간의 데이터 인터페이스와 같은 다양한 기능을 제공한다. 물리 엔진을 탑재하여 실제와 근사한 결과를 얻을 수 있는 Gazebo는 하드웨어에서 알고리즘을 테스트하기 전 가상으로 테스트해볼 수 있는 시뮬레이터이다. 시뮬레이션 플랫폼 구축을 위하여 URDF 기반으로 로봇의 좌표변환 시스템을 구축을 하였다. RViz를 활용하여 로봇 시스템 및 센서 데이터 흐름을 가시화하였다. 본 논문은 전체 소프트웨어 아키텍처 설계와 하위 작업 및 이를 구현하는 소프트웨어 모듈 간의 인터페이스에 중점을 두었다. Manipulator는 오픈 소스 MoveIt! 기반으로 모션 플래닝 알고리즘을 구현하였다. 제안한 시뮬레이션 기반으로 모델링한 로봇 시스템의 기본 동작을 확인하였다. SLAM, Navigation 그리고 Motion Planning 등의 공개 패키지를 이용하여 본 시뮬레이션 모델의 성능을 확인하였다. 시뮬레이션 기반의 로봇 시스템의 성능 확인을 통해 통합 플랫폼 구축에 대한 기능성을 확인하였다.