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목표 지점을 향하여 주행하는 모바일 로봇의 주위에 위치된 장애물을 감지하는 감지부;상기 모바일 로봇, 장애물 및 상기 목표 지점의 위치 정보를 획득할 수 있는 위치 획득부;상기 감지부에 의해 장애물이 감지되는 경우, 상기 장애물의 형상, 상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 거리 및 상대 각도를 고려하여 결정된 스위칭 신호를 발생시키는 신호 발생부;상기 위치 획득부로부터 획득된 위치 정보를 통해, 상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 척력 벡터 및 상기 모바일 로봇과 상기 목표 지점 사이의 인력 벡터를 연산하는 벡터 연산부; 및상기 인력 벡터 및 상기 스위칭 신호를 이용하여 상기 모바일 로봇의 이동 경로를 결정하는 경로 결정부;를 포함하고,상기 스위칭 신호에 의해 상기 모바일 로봇의 주행이 실시간으로 제어될 수 있고,상기 스위칭 신호는 원형 장애물 감지 시 발생되는 제1 스위칭 신호를 포함하고,상기 제1 스위칭 신호는 아래와 같이 결정되며,이때, 는 제1 스위칭 신호이고, dro는 상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 거리이고, θ는 상기 모바일 로봇의 주행각도(heading angle)이며, 상기 dm은 이고,이때, R은 상기 감지부에 의한 감지 범위이고, r은 회피 범위이며, θro는 상기 모바일 로봇의 주행각도와 상기 장애물 방위각의 차이이며,상기 스위칭 신호는 상기 제1 스위칭 신호에 의한 상기 모바일 로봇의 작동을 보완하기 위한 제2 스위칭 신호를 더 포함하고,상기 제2 스위칭 신호는 아래와 같이 결정되며,이때, 는 제2 스위칭 신호이고, 는 상기 모바일 로봇의 현재 스위칭 신호이고,상기 제2 스위칭 신호는 상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 거리, 상대 각도 및 상기 모바일 로봇의 현재 스위칭 신호를 고려하여 실시간 결정되어, 상기 모바일 로봇의 회피 영역을 감소시키고 상기 모바일 로봇의 주행 중 채터링 현상을 방지하는 모바일 로봇의 장애물 회피 시스템
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제1항에 있어서,상기 벡터 연산부에서는 상기 척력 벡터로부터 회피 벡터가 더 연산되고, 상기 회피 벡터는 상기 인력 벡터와의 내적이 0과 같거나 0보다 큰 모바일 로봇의 장애물 회피 시스템
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제2항에 있어서,상기 경로 결정부에서는 상기 모바일 로봇이 상기 장애물을 회피하기 위해 이동되어야 할 경로를 나타내는 통합 속도 벡터(unified velocity vector)가 연산되고,상기 통합 속도 벡터는 아래의 식에 의해 연산되고, 이때, 는 통합 속도 벡터이고, 는 스위칭 신호이고, 는 회피 벡터이고, 는 인력 벡터인 모바일 로봇의 장애물 회피 시스템
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제3항에 있어서,상기 경로 결정부에서 상기 통합 속도 벡터와 상기 모바일 로봇의 위치 정보로부터 가상의 목표 지점이 연산되고, 상기 가상의 목표 지점으로부터 연산된 속도 정보는 보정될 수 있는 모바일 로봇의 장애물 회피 시스템
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제1항에 있어서,상기 스위칭 신호는 비원형 장애물 감지 시 발생되는 제3 스위칭 신호를 더 포함하고,상기 제3 스위칭 신호는 아래와 같이 결정되며,이때, 는 제3 스위칭 신호이고, 는 상기 모바일 로봇과 상기 목표 지점을 잇는 선이고, 는 상기 장애물 상의 모든 점의 집합인 모바일 로봇의 장애물 회피 시스템
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모바일 로봇의 초기 상태가 획득되는 단계;상기 모바일 로봇의 주위 환경이 획득되는 단계;상기 모바일 로봇의 주위에 위치된 장애물이 감지되는 단계;상기 모바일 로봇 주위의 장애물의 위치 및 상기 모바일 로봇이 향하는 목표 지점의 위치가 획득되는 단계;상기 장애물의 형상, 상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 거리 및 상대 각도를 고려하여 결정된 스위칭 신호가 발생되는 단계; 및상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 척력 벡터, 상기 모바일 로봇과 상기 목표 지점 사이의 인력 벡터 및 상기 척력 벡터로부터 수직하게 형성되는 회피 벡터가 연산되는 단계; 를 포함하고,상기 스위칭 신호에 의해 상기 모바일 로봇의 주행이 실시간으로 제어될 수 있고,상기 스위칭 신호는 원형 장애물 감지 시 발생되는 제1 스위칭 신호를 포함하고,상기 제1 스위칭 신호는 아래와 같이 결정되며,이때, 는 제1 스위칭 신호이고, dro는 상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 거리이고, θ는 상기 모바일 로봇의 주행각도(heading angle)이며, 상기 dm은 이고,이때, R은 상기 감지부에 의한 감지 범위이고, r은 회피 범위이며, θro는 상기 모바일 로봇의 주행각도와 상기 장애물 방위각의 차이이며,상기 스위칭 신호는 상기 제1 스위칭 신호에 의한 상기 모바일 로봇의 작동을 보완하기 위한 제2 스위칭 신호를 더 포함하고,상기 제2 스위칭 신호는 아래와 같이 결정되며,이때, 는 제2 스위칭 신호이고, 는 상기 모바일 로봇의 현재 스위칭 신호이고,상기 제2 스위칭 신호는 상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 거리, 상대 각도 및 상기 모바일 로봇의 현재 스위칭 신호를 고려하여 실시간 결정되어, 상기 모바일 로봇의 회피 영역을 감소시키고 상기 모바일 로봇의 주행 중 채터링 현상을 방지하는 모바일 로봇의 장애물 회피 방법
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제8항에 있어서,상기 모바일 로봇과 상기 장애물 사이의 척력 벡터, 상기 모바일 로봇과 상기 목표 지점 사이의 인력 벡터 및 상기 척력 벡터로부터 수직하게 형성되는 회피 벡터가 연산되는 단계 이후에, 상기 회피 벡터, 상기 인력 벡터 및 상기 스위칭 신호에 의해 상기 모바일 로봇이 상기 장애물을 회피하기 위해 이동되어야 할 경로를 나타내는 통합 속도 벡터가 연산되는 단계가 더 포함되는 모바일 로봇의 장애물 회피 방법
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제9항에 있어서,상기 회피 벡터, 상기 인력 벡터 및 상기 스위칭 신호에 의해 상기 모바일 로봇이 상기 장애물을 회피하기 위해 이동되어야 할 경로를 나타내는 통합 속도 벡터가 연산되는 단계 이후에,상기 통합 속도 벡터로부터 가상의 목표 지점 및 목표 방향이 연산되는 단계;상기 가상의 목표 지점으로부터 목표 속도가 연산되는 단계;상기 목표 속도가 보정되는 단계; 및상기 보정된 목표 속도에 따라 상기 모바일 로봇이 이동되는 단계;가 더 포함되는 모바일 로봇의 장애물 회피 방법
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