• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2010년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.366-370
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• 2010

로봇 기술이 발달하면서 사람의 지령에 의해 수동적, 반복적인 작업을 수행하던 기존 전통적 로봇에서 벗어나, 스스로 외부환경을 인식하고, 상황을 판단하여 자율적으로 동작하는 지능형 로봇이 등장하였다. 이러한 로봇의 S/W개발은 편의성을 위해 범용 운영체제를 사용하여 개발하는 추세이다. 지능형 서비스의 QoS(Quality of Service)를 위해서는 로봇 미들웨어에 실시간성을 지원해야 하지만 범용 운영체제는 실시간성을 지원하지 않는 문제점이 있다. 본 논문에서는 범용 운영체제인 오픈솔라리스에 실시간성을 위한 논리적 정확성 및 시간 결정성을 보장하기 위하여 실시간 스케쥴러를 포함한 실시간 프레임 워크 RTL(Real-Time Layer)을 설계 및 구현한 내용을 기술한다. 또한 성능측정을 위해 쓰레드의 응답시간을 측정하였다.

• 정보와 통신
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• 제21권10호
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• pp.22-35
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• 2004

정보통신부에서는 기술 혁신을 통해 로봇 시스템 보급과 실용화를 앞당기기 위하여 URC 로봇 프로젝트를 진행하고 있다. 본고에서는 URC 로봇의 응용 소프트웨어를 위한 표준 시스템 소프트웨어 구조로 개발 중인 RSCA를 소개한다. RSCA는 로봇 응용 소프트웨어에게 표준화된 운영 환경을 제공하고, 이들의 개발을 용이하게 하는 프레임워크도 제공한다. 구체적으로 RSCA의 운영 환경은 실시간 운영체제, 분산 미들웨어, 배치 미들웨어의 3 계층으로 정의된 구조를 갖는다. 여기서 실시간 운영체제는 다양한 하드웨어 디바이스 위에서 로봇 응용을 신뢰성 있고 안정적으로 처리하는 동시에 탄력적이고 유연성 있게 구동하기 위하여 필요한 기본적인 추상화 계층을 제공한다. 분산 미들웨어는 URC 로봇의 분산 노드들의 다양한 이기종성을 숨기고 분산 응용의 부분들이 유연하게 상호 작용할 수 있도록 분산성을 감추는 추상화 계층을 제공한다. 마지막으로 배치 미들웨어는 로봇 응용의 재구성성을 지원하며 분산 컴포넌트 기반 응용 프로그램의 배치를 지원한다. 이는 응용의 다운로드와 설치 및 제거, 응용의 생성과 소멸, 시작과 정지를 포괄하는 응용 컴포넌트들의 재구성 과정을 지원하는 계층이다. 현재 RSCA 표준과 구조를 만족시키는 프로토타입이 구현되었으며, URC 로봇에 적용 중이다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권10호
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• pp.588-593
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• 2017

본 논문에서는 자율주행차량에서 사용되는 고가의 다채널 라이다(LiDAR) 센서를 다수의 저가 소채널 라이다들로 대체하여 사용하는 경우에 다수의 라이다들을 하나의 라이다로 가상화하는 드라이버를 제안한다. 이를 통해 로봇 분야에서 하나의 물리 라이다를 가정하여 개발된 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 알고리즘들은 수정 없이 사용될 수 있다. 본 논문은 제안하는 드라이버를 로봇운영체제 ROS(Robot Operating System) 상에서 구현하고 SLAM 알고리즘과 함께 평가하였다. 평가 결과, 제안한 드라이버는 3차원 점지도의 점밀도를 제어하는 필터와 함께 기존 알고리즘의 수정 없이 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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• pp.227-229
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• 2012

한국해양연구원에서 개발하고 있는 해저보행로봇 CR200은 6개의 다리를 이용하여 해저면에서 보행으로 이동하며 정밀 해저탐사 및 작업을 수행할 수 있는 로봇이다. 운용자는 선상제어실에서 유선으로 연결된 CR200을 원격으로 모니터링하거나 제어한다. 특히 안정적인 보행을 위해서는 100Hz의 주기로 CR200의 상태 정보가 선상제어실로 전송되고, 선상제어실에서는 전송된 정보를 기반으로 제어 명령을 산출하여 CR200으로 전송해야 한다. 이러한 주기적인 실시간 제어를 위해서는 일반적으로 실시간 운영체제를 사용하지만, 본 논문에서는 실시간 운영체제를 사용하지 않고 시스템 시간 기반의 백그라운드 프로세스로 동작하는 소프트웨어 타이머를 사용하여 실시간 제어를 하는 방법을 제안하고, 성능 평가 결과를 제시한다. 제안한 방법의 실시간 속성을 검증하기 위하여, 현재 설계에서 운영체제로 고려하고 있는 우분투 10.04와 윈도우즈 7을 CR200에 탑재되는 Advantech 사의 PCM-3362 보드에 설치하여 소프트웨어 타이머의 성능을 10ms부터 100ms까지 각각 실험하였다. 실험결과에 따르면, 두 운영체제에서 모두 누락이 없이 타이머 동작이 수행되었으며, 10ms 간격으로 타이머를 동작하였을 때에 우분투에서는 평균 오차가 $41{\mu}s$이었고 윈도우즈 7에서는 7.7ms였다. 윈도우즈 7에서의 오차는 100Hz 제어 주기에 사용하기에 적합하지 않지만, 우분투에서의 오차는 제어 주기 간격의 0.41%에 불과하기 때문에 해저보행로봇의 실시간 제어에 영향을 주지 않는 오차이다. 따라서 CR200의 임베디드 컴퓨터와 선상제어실의 원격제어 컴퓨터는 우분투 운영체제 상에서 소프트웨어 타이머를 이용하여 상호 연동되도록 구현할 예정이다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.15-16
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• 2011

로봇사업은 전 세계적으로 급속히 성장하고 있는 분야로 미국, 유럽 등 많은 국가들이 막대한 자본을 투자하고 있으며, 우리나라에서도 차세대 전략 산업으로 선정하여 집중적으로 지원하고 있다. 현재 로봇 시스템 및 서비스의 복잡도가 증가함에 따라 소프트웨어의 개발비용, 인력, 유지보수 등의 문제를 해결하기 위해 OPRoS(Open Platform For Robotic Service)라는 로봇 소프트웨어 플랫폼이 개발 되었다. 하지만 OPRoS 실행엔진은 범용 운영체제 위에서 동작되기 때문에 로봇서비스의 QoS(Quality of Service)를 위한 실시간성을 보장하지 못한다. 본 논문에서는 범용운영체제인 윈도우즈 상에서 동작하는 로봇 소프트웨어 플랫폼인 OPRoS의 실행엔진에 RTiK(Real-Time implanted Kernel)을 이용해 실시간성을 보장할 수 있는 방법에 대해 연구 하였다. 또한 RTiK이 이식된 OPRoS 실행엔진의 성능을 측정하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.52-57
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• 2014

본 논문은 두 바퀴 이동로봇의 주행에 있어서 주어진 경로를 물리적 제한을 만족하면서 주행하는 관절 공간 궤적 생성방법을 실시간 운영체제를 이용하여 구현함으로써 실시간 제어 방법에 대하여 연구하였다. 경로계획에서 이동로봇의 방향을 고려하기 위하여 베지어곡선을 이용하였으며, 컨볼루션 연산자를 이용하여 로봇의 두 바퀴의 속도의 제한을 만족시켰다. 관절 공간의 궤적 생성과 생성된 궤적에 대한 속도명령, 그리고 엔코더 값 감시 등 실시간 태스크를 주기적 태스크로 구현하였으며 동기화를 위하여 실시간 메커니즘인 이벤트 플래그를 이용하여 구현하였다. 실제 로봇에 실시간 태스크를 구현하여 속도명령의 실시간성과 이에 따른 이동로봇의 주행실험 결과를 이용하여 궤적 추종 성능을 비실시간 시스템과 분석하였다. 결과를 통하여 실시간 성을 요구하는 제어시스템에서 실시간 다중 태스크 시스템의 유용성을 검증하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.81-94
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• 2009

유비쿼터스 환경에서 지능형 서비스 로봇의 실시간성 기술은 QoS를 보장하기 위해서 필수 불가결한 요소이다. 본 논문에서는 지능형 서비스 로봇에 실시간성을 지원하는 실시간 프레임워크를 설계 및 구현한 내용을 기술한다. 실시간 스케줄링 서비스를 제공하는 실시간 프레임워크는 범용 운영체제를 기반으로 동작하며, 범용 운영체제에서 제공하는 스케줄러의 실시간성 미 지원 문제를 해결한다. 본 논문에서는 또한 실시간 로봇 애플리케이션에 QoS를 보장하기 위한 실시간 스케줄링 서비스를 제안한다. 제안된 실시간 프레임워크의 성능 평가를 위해 윈도우즈 운영체제 상에 구현하였다. 실험 결과를 통해 쓰레드의 응답시간 향상과 실시간 프레임워크 탑재에 따른 성능상의 오버 헤드가 $62{\mu}s$로 미미하다는 것을 알 수 있다.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 대한산업공학회/한국경영과학회 2000년도 춘계공동학술대회 논문집
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• pp.107-110
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• 2000

화학 박막 증착용(CVD : Chemical Vapor Deposition) 클러스터 장비는 다양한 공정 경로가 가능하며 물류 흐름이 매우 복잡해질 수 있다. 또한, 공정이 종료된 웨이퍼는 제한 시간 내에 챔버에서 꺼내져야만 한다. 클러스터 장비는 두 개의 팔을 가진 로봇이며, 빈 쪽 팔을 이용하여 공정이 종료된 웨이퍼를 꺼낸 후, 다른 쪽 팔을 이용하여 이전 공정에서 가져온 웨이퍼를 해당 공정에 넣어 주는 스왑(SWAP) 방식으로 운영된다. 이러한 스왑 방식에서는 로봇 작업 순서가 결정되어 진다. 그러나, 로봇의 팔 이외에 임시버퍼가 없고, 각 챔버는 엄격한 체제 시간 제약(Residency Time Constraint)을 가지고 있기 때문에 로봇의 작업 시점의 제어가 필요하다. 본 논문에서는 간단한 Earliest Starting 방식으로 로봇의 작업 시점을 제어한다고 가정했을 때, 스왑 방식을 운용하면서 체제 시간 제약을 만족하는 공정 시간들의 조건을 제시한다. 공정 시간은 엔지니어에 의해 다소 조정이 가능하므로 공정 시간들의 조건은 엔지니어에게 스케줄 가능한 공정 시간을 결정할 수 있도록 지원해 주는 시스템에 활용 가능하다. 또한, 본 논문에서는 FSM(Finite State Machine)을 이용하여 CTC(Cluster Tool Controller) 내부의 실시간 스케줄러 구현 방법을 제안한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1988년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 한국전력공사연수원, 서울; 21-22 Oct. 1988
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• pp.109-112
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• 1988

다각 보행로보트를 효율적으로 운용하기 위한 총괄적인 관리제어 시스템이 설계되었다. 운영체제인 XINU를 시스템내의 프로세서간의 통신 및 작업 스케쥴링을 효휼적으로 하기위해 채용하였다. 보행로보트의 제어프로그램이 개발되었으며, 1각의 기구 모형에 대한 실험이 수행되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제58권2호
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• pp.121-128
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• 2021

According to the increasing interest and demand for the Autonomous Surface Vessels (ASV), the autonomous navigation system is being developed such as obstacle detection, avoidance, and path planning. In general, autonomous navigation algorithm controls the ship by detecting the obstacles with various sensors and planning path for collision avoidance. This study aims to construct and prove autonomous algorithm with integrated various sensor using the Robot Operating System (ROS). In this study, the safety zone technique was used to avoid obstacles. The safety zone was selected by an algorithm to determine an obstacle-free area using 2D LiDAR. Then, drift angle of the ship was controlled by the propulsion difference of the port and starboard side that based on PID control. The algorithm performance was verified by participating in the 2020 Korea Autonomous BOAT (KABOAT).