교육용 로봇을 위한 포토트랜지스터의 방사형 배열을이용한 물체추적기능을 갖는 거리 센서 모듈 개발
Development of distance sensor module with object tracking function using radial arrangement of phototransistor for educational robot
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초록
방사형 거리 센서는 측량 및 자율 주행에 널리 사용된다. 이러한 센서의 작동 원리 및 적용 방법의 교육이 필요하다. 상용방사형 거리 센서의 저성능화를 통한 저가화가 계속되고 있지만, 교육 목적으로 사용하기에는 여전히 고가이다. 본 논문에서는 교육용 로봇에 활용할 수 있는 저가의 포토트랜지스터의 방사형 배열을 이용한 물체추적기능을 갖는 거리 센서 모듈을제안한다. 제안하는 방법은 포토트랜지스터를 180도 범위의 배열로 배치하여 빠르게 움직이는 물체의 위치를 즉시 감지할 수있으며 서보 모터를 사용한 센서 회전으로 감지 각도 범위를 향상하고 물체를 추적한다. 제안된 센서의 스캔 속도는 상업용거리 센서보다 50～200배 빨라서 1ms의 제어 루프를 가지는 고성능의 교육용 모바일 로봇에 적용할 수 있다.
Abstract
Radial distance sensors are widely used for surveying and autonomous navigation. It is necessary to train theoperation principle of these sensors and how to apply them. Although commercialization of radial distance sensorcontinues to be cost-effective through lower performance, but it is still expensive for educational purposes. In this paper,we propose a distance sensor module with object tracking using radial array of low cost phototransistor which can beused for educational robot. The proposed method is able to detect the position of a fast moving object immediately byarranging the phototransistor in the range of 180 degrees and improve the sensing angle range and track the object bythe sensor rotation using the servo motor. The scan speed of the proposed sensor is 50 ～ 200 times faster than thecommercial distance sensor, thus it can be applied to a high performance educational mobile robot with 1ms control loop
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