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로봇을 위한 형상 기반 지도의 신뢰도 평가 방법에 있어서, 복수의 초음파 센서를 이용하여 물체의 형상을 감지하는 감지 단계; 상기 로봇의 위치 불확실성 및 상기 센서의 감지 불확실성을 이용하여 상기 물체의 위치 불확실성을 예측하는 예측 단계; 상기 센서를 이용하여 점유 확률 격자 지도를 작성하는 지도작성 단계; 및 격자의 점유 확률을 이용하여 추출된 상기 형상의 신뢰도를 평가하는 평가 단계를 포함하는 형상 기반 지도의 신뢰도 평가 방법
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제 1 항에 있어서,상기 감지 단계는 임의의 위치에서 입수한 상기 초음파 센서의 거리 정보에 대한 궤적을 연합(Footprint to Footprint Association)시킴으로써 상기 형상을 감지하는 형상 기반 지도의 신뢰도 평가 방법
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제 2 항에 있어서,상기 예측 단계는,상기 센서의 거리 측정 불확실성 및 각도 측정 불확실성은 서로 연관되어 있지 않고 각각 평균이 0인 가우시안 노이즈(Zero Mean Gaussian Noise) 특성을 가진다는 가정;상기 로봇의 위치 불확실성 및 상기 센서의 감지 불확실성은 서로 연관되어 있지 않다는 가정; 및상기 형상의 위치를 식 1로 표현할 수 있다는 가정 하에서,(식 1)(여기서, 및 는 상기 형상의 위치, 는 상기 형상의 방향, r은 거리, 는 상기 로봇의 방향(Bearing)에 대한 상기 센서의 상대각, 은 상기 로봇의 방향에 대한 상기 형상의 상대각이다
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제 3 항에 있어서,상기 예측 단계는,테일러 전개를 사용하여 수학식 1을 선형화하여 식 3을 만들고,(식 3)(여기서, J는 수학식 12의 자코비언(Jacobian) 행렬로서 식 4와 같다
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제 4 항에 있어서,상기 은 상기 로봇의 위치 오차를 고려한 형상의 위치까지의 추정 오차로서 식 6과 같은 형상 기반 지도의 신뢰도 평가방법
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제 5 항에 있어서,상기 는 상기 센서에 의한 감지 추정 오차로서 식 7과 같은 형상 기반 지도의 신뢰도 평가방법
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제 6 항에 있어서,상기 센서의 감지 추정 오차는 측정 거리 오차와 각도 오차의 표준 편차에 의해 표현되는 형상 기반 지도의 신뢰도 평가방법
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제 7 항에 있어서,상기 형상의 위치 추정 오차는 식 8과 같이 상기 로봇의 위치 추정 오차 및 상기 센서의 감지 추정 오차의 형태로 나타나는 형상 기반 지도의 신뢰도 평가방법
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제 8 항에 있어서,상기 지도작성 단계에 있어서 점유 확률의 갱신 정도는 상기 센서로부터의 거리 및 각도에 따라 식 9과 같이 이루어지는 형상 기반 지도의 신뢰도 평가 방법
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제 9 항에 있어서,상기 평가단계는 식 10 및 11과 같이 상기 형상의 위치 불확실도 영역 안에 있는 격자의 점유 확률과 상기 형상의 위치 불확실도를 나타내는 공분산 행렬을 통한 확률 평균값을 이용하여 이루어지는 형상 기반 지도의 신뢰도 평가 방법
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