DGIST

외벽 로봇의 곡면 위치추정 보정 알고리즘

자료 유형
실제 탐구보고서
합격 정보
DGIST 기초학부
활동 유형
동아리활동
교과 과목
수학Ⅰ, 프로그래밍, 물리학Ⅰ
탐구 키워드
로봇, 코딩
2026-05-21

내용 요약

  • 한양대학교 연구팀의 Dual-Rope 외벽 로봇 논문을 보고, 삼변측량 기반 위치추정으로 인해 concave 곡면에서 오차가 발생하는 문제상황을 수학적으로 정의함.

  • 로프 자체를 센서화하기 위해 IMU를 일정 간격으로 배치하고, 이산 위치 및 기울기 정보를 이용해 로프 경로 전체를 함수로 근사하여 보정에 활용하는 접근을 제안함.

  • Cardinal Spline, Bezier, B-Spline, Hermite Spline 총 4가지 보간 알고리즘을 설계 및 구현하고, 실험을 위해 Python 기반의 중력이 작용하는 벽면 로프 시뮬레이터를 구현함. 다양한 곡면 조건에서 MAE, RMSE, MAXE의 오차지표로 성능을 비교함.

  • Hermite Spline이 기울기 정보를 직접 활용하기에 IMU 기반의 환경에서 가장 우수한 오차 특성을 보임을 실험적으로 검증함.

  • Hermite Spline의 테일러 전개 기반 오차 상계를 도출하고, 실험 데이터에서 최소자승법을 통해 로프 길이에 따른 최적 IMU 개수 공식을 선형회귀로 유도하여 알고리즘의 이론적 타당성까지 확보함.

탐구 보고서 전문

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