Four wheeled electric scooter is often used by the disabled person and senior citizens. If the scooter user makes a mistake because of poor driving, scooter may fall down and user may be in danger. So in this thesis, curb detection and avoidance function is added to enhance safety of electric scooter user.
At first, a semi autonomous electric scooter system with cost-effective curb detector and embedded control hardware is developed.
Second, curb detection and avoidance algorithm is suggested. For curb detection, curb detector is attached in front of steering stick. And tilting angle of curb detector is changed with respect to driving direction. Because IR scanner is inaccurate, filtering is required. After filtering, curb edge position on a scan line can be determined and transformed to global coordinate. Using sequential least square fitting, curb vector can be estimated from cumulative curb edge point. After obtaining curb vector, semi-autonomous curb avoidance algorithm is proposed. Check area is used for selecting vector to avoid, and avoidance start condition is determined. For more accurate avoidance path, 2-step avoidance is suggested and avoidance path is planned through calculating via point position.
Finally, curb detection and avoidance algorithm is implemented in embedded software and evaluated by simulation and experiment.
사륜 전동스쿠터는 장애인 및 노약자의 이동수단으로 사용되고 있다. 스쿠터 사용자가 조작 실수를 범하였을때, 스쿠터가 넘어져 사용자가 낙상등의 위험에 처할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 전동 스쿠터 사용자의 안전을 향상시키기 위해 도로경계석 감지 및 회피기능을 추가한다. 본 논문에서는 첫째로, 가격 효율적인 도로경계석 감지기와 임베디드 컨트롤 하드웨어를 탑재한 반자율 전동 스쿠터 시스템을 개발하였다. 둘째로, 도로경계석 감지 및 회피 알고리즘이 제안되었다. 도로경계석 감지를 위하여, 스쿠터 조향 핸들 전면에 도로경계석 감지기를 부착하고, 조향 방향에 따라 도로경계석 감지의 기울어진 각도를 변경하도록 하였다. 적외선 스캐너의 데이터는 부정확하므로 필터링을 수행하고, 얻어진 스캔라인상의 도로경계석의 경계점 정보는 광역좌표계로 변환된다. 점진적 최소 자승법을 이용하여 누적된 도로경계석 경계점 정보에서 도로경계석 벡터를 추출한다. 도로경계석 벡터를 얻은 이후, 반자율 회피 과정을 제안하였다. 회피하여야 할 도로경계석 벡터를 결정하기 위해 관심영역을 설정하였고, 도로경계석 회피 시작 조건을 결정하였다. 정확한 회피과정을 위해 두 단계의 회피과정을 제안하고, 경유점 계산을 통해 회피 경로를 계획하였다. 마지막으로, 제안된 도로경계석 감지 및 회피 알고리즘을 임베디드 소프트웨어로 구현하고, 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.
