• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1495-1502
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• 1991

본 연구에서는 동일 작업 공간내에서 두대의 로봇이 각각의 토크의 제한 조건 과 충돌 회피 조건을 만족하면서 근사 최소 시간에 지정된 경로를 주행하기 위한 궤적 계획법을 제안하고자 한다. 이때, 동작 우선도에 의하여 한 대의 로봇은 주 로봇, 다른 한 대의 로봇은 종 로봇으로 지정되는데 주 로봇은 입력 토크의 제한조건을 만족 하며 주어진 경로를 최소 시간에 움직이도록 궤적 계획을 하였으며, 종 로봇은 주 로 봇과의 충돌을 피하고 입력 토크의 제한 조건을 만족하며 주어진 경로를 근사 최소 시 간에 움직이도록 하였다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2009.10a
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• pp.39.4-40
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• 2009

이 연구의 목적은 고해상도 합성개구레이더 센서를 탑재한 관측위성의 운용요구사항에 맞춰 임무기간 동안 관측 목표지역을 주기적으로 반복하고 지상궤적을 $\pm2km$ 범위 내에서 안정성을 갖도록 유지 조정하는 궤도제어 알고리즘 연구를 수행하는데 있다. 기존에 수행되어 왔던 지상궤적에 대한 오차를 해석적으로 계산하여 궤도를 유지 조정하는 방법이 아닌 기준궤도에 대하여 상대좌표계에서 표현된 위성의 실제 접촉궤도를 기준궤도와 직접적으로 비교하여 목표궤적을 유지 조정하는 알고리즘을 연구하였다. 이를 위해 첫째, 고해상도 관측위성의 운용요구사항을 만족하는 계획된 목표궤도인 기준궤도를 설계하였다. 기본적으로 기준궤도는 임무 설계 시 완전한 주기성이 고려된 최대한 실제에 가까운 궤도이기 때문에 지구중력장 모델만을 고려하여 간략하게 설계하였다. 둘째, 실제의 인공위성의 궤도는 계획된 기준궤도를 유지해야 하지만 시간에 따라 섭동력의 영향을 받아 계획된 궤도로부터 벗어나게 된다. 기준궤도로부터 실제궤도가 얼마나 벗어나는지에 대한 정량적 분석을 위해 지구 중력장, 달-태양 중력, 대기저항력, 태양복사압, 조석력 등과 같은 다양한 섭동력의 영향에 대한 분석을 수행하였다. 셋째, 반경방향(radial), 진행방향(along-track), 교차방향(cross-track)의 세 방향의 성분으로 구성된 우주공간오차(Space Error) 개념을 적용하여, 투영된 지상궤적에 상응하는 오차를 계산하는 것 보다 안정적으로 오차를 계산하였다. 또한 운용요구사항에 따라 허용된 범위 내에서 궤도를 유지하기 위해 GVE(Gauss Variation Equation)을 이용한 궤도조정을 수행하였다. 섭동력의 분석 결과로부터 지구대기저항력, 달-태양 중력으로 인해 가장 두드러지는 장반경과 궤도이심률의 변화를 조정하기 위해, 임무에 사용되는 추력기의 연료 효율을 고려하여 동결궤도가 유지될 수 있는 최적의 위도이각에서 In-plane에 대한 궤도조정만을 수행하여 장반경과 이심률을 동시에 조정하였다. 지구대기와 태양활동의 영향으로 시간에 따른 장반경의 변화율에 따라 궤도조정 주기를 가지는 것을 알 수 있었고, 이 변화율 때문에 생기는 우주공간오차의 증가를 보정하여 위성의 지상궤적을 목표범위 안에서 유지할 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.24 no.1
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• pp.52-57
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• 2014

This paper presents an implementation of a smooth path planning method considering physical limits on a real time operating system for a two-wheel mobile robot. A Bezier curve is utilized to make a smooth path considering a robot's position and direction angle through the defined path. A convolution operator is used to generate the center velocity trajectory to travel the distance of the planned path while satisfying the physical limits. The joint space velocity is computed to drive the two-wheel mobile robot from the center velocity. Trajectory planning, velocity command according to the planned trajectory, and monitoring of encoder data are implemented with a multi-tasking system. And the synchronization of tasks is performed with a real-time mechanism of Event Flag. A real time system with multi-tasks is implemented and the result is compared with a non-real-time system in terms of path tracking to the designed path. The result shows the usefulness of a real-time multi-tasking system to the control system which requires real-time features.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.2
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• pp.267-276
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• 1993

This paper discusses the neural network application in the study on the obstacle avoidance of robot manipulator during the trajectory planning. The collision problem of two robot manipulators which are simultaneously moving in the same workspace is investigated. Instead of the traditional modeling method, this paper processing based on the calculation of joint angle in the cartesian coordinate with constrained condition shows the possibility of real time control. The problem of the falling into the local minima is cleared by the adaptive weight factor control using the temperature adding method. Computer simulations are shown for the verification.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.27 no.4
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• pp.1-8
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• 2018

The most common way to control a target point using artificial intelligence is through reinforcement learning. However, it had to process complicated calculations that were difficult to implement in order to process reinforcement learning. In this paper, the enhanced Proximal Policy Optimization (PPO) algorithm was used to simulate finding the planned flight trajectory to reach the target point in the virtual environment. In this paper, we simulated how this problem was used to find the planned flight trajectory to reach the target point in the virtual environment using the enhanced Proximal Policy Optimization(PPO) algorithm. In addition, variables such as changes in trajectory, effects of rewards, and external winds are added to determine the zero conditions of external environmental factors on flight trajectory learning, and the effects on trajectory learning performance and learning speed are compared. From this result, the simulation results have shown that the agent can find the optimal trajectory in spite of changes in the various external environments, which will be applicable to the actual vehicle.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.24 no.5
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• pp.382-392
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• 2020

The use of unmanned aerial vehicle (UAV) have been regarded as a promising technique in both military and civilian applications. Nevertheless, due to the lack of relevant and regulations and laws, the misuse of illegal drones poses a serious threat to social security. In this paper, aiming at deriving the three-dimension optimal surveillance trajectories for group monitoring drones, we develop a group trajectory planner based on the particle swarm optimization and updating mechanism. Together, to evaluate the trajectories generated by proposed trajectory planner, we propose a group-objectives fitness function in accordance with energy consumption, flight risk. The simulation results validate that the group trajectories generated by proposed trajectory planner can preferentially visit important areas while obtaining low energy consumption and minimum flying risk value in various practical situations.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.5
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• pp.46-55
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• 2006

In general, 3-dimensional point-mass equation has been widely used for the trajectory optimization of the fixed-wing aircraft and reentry vehicle. But it should be modified and represent target vehicle's own characteristics. For a lighter-than-air vehicle such as an airship, there exists different and peculiar flight characteristics compared with the aircraft. The first part of this paper is to derive the dynamic equation of motion for the mid-altitude unmanned airship and the second part is to obtain the optimal trajectories under the minimal time flight given constraints. The trajectory optimization problem is converted into the nonlinear programming problem using Sequential Quadratic Programming approach. Finally numerical solutions are presented in the last part of the paper.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.11
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• pp.1193-1199
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• 2014

To achieve safe and high-speed navigation of a mobile service robot, velocity of dynamic obstacles should be considered while planning the trajectory of a mobile robot. Trajectory planning schemes without considering the velocity of the dynamic obstacles may collide due to the relative velocities or dynamic constraints. However, the general planning schemes that considers the dynamic obstacle velocities requires long computational times. This paper proposes a velocity control scheme by scaling the time step of trajectory to deal with dynamic obstacle avoidance problem using the RNLVO (Robot Nonlinear Velocity Obstacles). The RNLVO computes the collision conditions on the basis of the NLVO (Nonlinear Velocity Obstacles). The simulation results show that the proposed scheme can deal with collision state in a short period time. Furthermore, the RNLVO computes the collisions using the trajectory of the robot. As a result, accurate prediction of the moving obstacles trajectory does not required.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.4
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• pp.2370-2378
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• 2015

This paper proposes an algorithm using Lagrange interpolation method to realize trajectory planning for torque minimization of robot manipulators. For the algorithm, position constraints of robot manipulators should be given and the stability of robot manipulators should be satisfied. In order to avoid Runge's phenomenon, we set up time interpolation points using Chebyshev interpolation points. After that, we found suitable angle which corresponds to the points and then we got trajectories of joint's angle, velocity, acceleration using Lagrange interpolation method. We selected performance index for torque consumption optimization of robot manipulator. The method went through repetitive computation process to have minimum value of the performance index by calculated trajectory. Through the process, we could get optimized trajectory to minimize torque and performance index and guarantee safety of the motion for manipulator performance.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.10a
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• pp.588-592
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• 1993

본 연구에서는 로봇의 교시, 궤적계획, 충돌, 로봇동작, 제어알고리즘 등의 평가에 유용하게 사용할 수 있는 다기능 오프라인 프로그래밍 시스템인 POLPS(Pusan_national_university's Off-Line Programming System) 를 개발하였다. POLPS은 4축 스카라형 FARA 로봇을 대상으로 개발되었고, 편리한 방법으로 교시작업을 수행할 수 있으며, 교시 내용에 따라 궤적계획을 수행한 후 로봇을 동작시켜 충돌을 회피하는 동적 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 제안된 여러 제어알고리즘 중에서 주어진 작업에 적합한 제어알고리즘을 효율적으로 선정하기 위한 성능의 비교와 평가 기능을 갖추고 있는 것이 주요한 특징이다. 또한 시각위치변경, 온선. 온면제거 및 음영처리, 고속 애니메이션, 환경구성, 인터프리터 명령어 등의 다양한 기능으로 편리하게 사용할 수 있다.