VRS 네트워크-RTK GNSS 모듈을 이용한 자율 이동 로봇의 정밀 측위방법에 관한 연구

초록

이 논문에서는 자율 이동 로봇을 구성하기 위한 핵심 요소 기술에 대하여 비용 효율적인 시스템 디자인과 사용자 편의성에 맞춘 설계 방법을 제안한다. 자율 이동 로봇을 사용하여 고정밀 측위 시스템을 구현하고자, NTRIP(Network Transport of RTCM via Internet Protocol) 클라이언트 기능이 포팅된 리눅스 기반의 VRS(virtual reference station)-RTK(real-time kinematic) -GNSS(global navigation satellite system) 시스템을 구축한다. 특히, RTK 리플레이 시스템을 사용하지 않고, 구축된 시스템의 동적 위치 분석을 통하여 GNSS 측위 시스템 구축 비용을 절감하였다. 동적 위치 분석은 자율 이동 로봇의 궤적 추종 시, 각 지점들을 샘플링하여 그라운드 트루스(ground-truth) 지점과의 위치 정밀도를 비교 측정하는 방식으로 이루어진다. 해당 시스템은 빠른 샘플링 시간 대비 높은 측위 성능을 확보하며, 사용자 편의성을 고려하여 GPS-웨이포인트(waypoint) 시스템을 제안한다. cm 수준의 정밀 GNSS 정보는 30Hz의 샘플링 속도로 제공되며, 추측 항법(dead reckoning) 기능의 지원으로 고층 빌딩과 밀집된 숲을 통과할 때도 유효한 정보를 보장한다. 제안된 시스템을 통한 수평 위치 오륫값은 6.7cm로 측정되며, 10cm 이내의 매우 정밀한 동적 위치 측정 오류를 나타낸다. 높은 표본화 속도로 정밀한 동적 위치 정보를 제공하는 VRS 네트워크-RTK 리눅스 시스템은 사용자의 편의성을 위하여 GPS 웨이포인트 플래너 기능을 지원하여 GPS 정보를 기반으로 쉽게 목적지를 설정하도록 구현되었다.

키워드