본 연구에서는 RFID 시스템을 이용한 이동로봇의 맵 빌딩에 관한 연구 결과를 제시하였다. 본 연구의 결론을 요약하면, 다음과 같다.◈ 이륜 이동로봇의 제어시스템을 마이크로프로세서를 이용하여 구축하였으며, 제어시스템에 RFID 시스템을 접목시켜, 비홀로노믹 구속조건 하에서 맵 빌딩을 수행하기 위한 이륜 이동로봇의 운동학적 모델링을 제시하였다.◈ 제시된 운동학적 모델링을 바탕으로 백스탭핑법에 의한 경로추적용 단순 비선형 제어기를 제시하였다. 비선형 제어기의 설계를 위하여 오차 구조를 정의하고, 리아푸노프 함수를 이용하여 제어칙을 유도하였다. 또한 직선경로와 곡선 경로를 움직일 경우 이동로봇이 기준 경로를 추적하는 시뮬레이션 결과를 제시하였다.◈ 이동로봇이 맵 빌딩 과정을 수행하기 위해서는 이동로봇 자신의 절대위치를 파악해야 하므로, 정확한 위치추정을 위하여 2차원 평면에서 이동로봇의 주행방향과 위치에 관한 모델링 결과를 제시하였다.◈ 이동로봇이 유연한 곡선 경로를 움직일 때 엔코더, 디지털 나침반을 이용하여 벽면과 물체를 표시하는 2D 맵 빌딩 결과를 제시하였으며, RFID 시스템을 이용한 절대위치 보정을 통하여, 현재 이동로봇의 정확한 위치를 추정하고 초음파 센서를 이용하여 주행중인 공간 내의 원형 및 사각형의 물체와 벽면을 표시하는 2D 맵 빌딩 결과를 제시하였다. 제시된 2D 맵 빌딩 결과는 임의로 구성한 물체 및 벽면의 형상과 거의 일치함을 보였다.일반적으로 맵 빌딩은 고가의 레이저 스캐너나 레이저 센서들이 대다수이다. 본 연구에서는 저가의 초음파센서 및 디지털 나침반, RFID 시스템을 이용하여 2D 맵 빌딩을 수행하였다.추후 연구 과제로는 이동로봇의 주행오차 추정을 위한 각종 기법에 대한 연구 및 미지의 환경에 대한 효율적인 맵 빌딩알고리즘에 대한 연구가 필요하다.
This dissertation is to present map building of mobile robot using RFID(Radio Frequency IDentification) technology. RFID technology is a remarkable method for mobile robot localization in indoor space. For mobile robot to perform map building, the mobile robot needs its localization and accurate driving in space. In this reason, firstly, kinematic modeling of mobile robot under non-holonomic constrains is introduced. Secondly, based on this modeling, a tracking controller is designed for tracking a given path connecting tag to tag based on backstepping method using Lyapunov function. The Lyapunov function is also introduced for proving the stability of the designed tracking controller. Thirdly, modeling for mobile robot to track trajectory in 2D space exactly is presented to estimate its absolute position because tracking error must be reduced for exact map building while the mobile robot is driving in indoor space. Fourthly, to implement the designed controller, a controller system is developed based on microprocessor PIC18F452. Fifthly, 2D map building is performed by RFID system, mobile robot system and ultrasonic sensors. The RFID mobile robot system is composed of DC motor, encoder, ultra sonic sensor, digital compass, RFID receiver and RFID antenna. Finally, the path tracking simulation results and map building experimental results are presented to show the effectiveness of the designed controller.