본 논문은 Reachability Map(RM)과 Inverse Reachability Map(IRM)을 활용하여 수확 효율을 향상시키는 과일 수확 로봇 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 You Only Look Once version 5(YOLOv5) 기반 객체 탐지와 카메라 캘리브레이션을 통해 과일의 위치를 정확하게 감지한다. 좌표 변환과 핸드-아이 캘리브레이션을 통해 조작기는 과일의 3D 위치로 정밀하게 안내된다. 도달 가능성 맵을 구축하는 과정에서 도달 가능성 지수, 조작기 가동성 등방성(manipulability isotropy), 그리고 수확 지수(harvesting index)를 함께 고려하여 조작기 성능을 정량적으로 평가한다. 조작기가 접근 가능한 과일을 수확 대상으로 우선순위화한다. 조작기가 직접 도달할 수 없는 과일에 대해서는 시스템이 역도달 가능성 맵을 이용하여 최적의 베이스 자세를 계산함으로써, 모바일 매니퓰레이터가 수확을 위해 스스로 위치를 재조정할 수 있도록 한다. 효율을 더 높이기 위해 여러 과일을 그룹으로 묶어 불필요한 이동을 최소화한다. 통합 시스템은 Robot Operating System 2(ROS 2)에서 구현되었으며, 과일 탐지, 자율 주행, 수확을 독립 노드로 실행하여 확장 가능하고 모듈화된 운용을 지원한다. 마지막으로 제안된 시스템을 시뮬레이션 과수원 환경에서 검증하였고, 자율 과일 수확 성능을 향상시키는 효과가 확인되었다.

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