• 자동차안전학회지
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• 제14권1호
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• pp.20-25
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• 2022

This paper presents a development of simulation environment for validation of autonomous driving (AD) algorithm based on Robot Operating System (ROS). ROS is one of the commonly-used frameworks utilized to control autonomous vehicles. For the evaluation of AD algorithm, a 3D autonomous driving simulator has been developed based on LGSVL. Two additional sensors are implemented in the simulation vehicle. First, Lidar sensor is mounted on the ego vehicle for real-time driving environment perception. Second, GPS sensor is equipped to estimate ego vehicle's position. With the vehicle sensor configuration in the simulation, the AD algorithm can predict the local environment and determine control commands with motion planning. The simulation environment has been evaluated with lane changing and keeping scenarios. The simulation results show that the proposed 3D simulator can successfully imitate the operation of a real-world vehicle.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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• pp.511-512
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• 2023

자율주행 소프트웨어의 안전성에 대한 요구가 높아짐에 따라 소프트웨어를 개발 시 정형 검증 기법을 적용하여 안전성을 확보하고자 하는 노력이 증가하고 있다. 본 논문에서는 ROS 기반의 자율주행 소프트웨어의 동작을 Timed Automata를 사용하여 모델링하고 그 정확성(실시간적 특성)을 모델체킹을 통해 정형 검증하는 방법을 제시한다. ROS 기반 응용 프로그램의 동작은 ROS가 제공하는 노드 간의 통신에 영향을 받기 때문에 자율주행 소프트웨어뿐 아니라 그 동작에 영향을 끼치는 ROS의 큐를 통한 통신을 통합한 모델을 제시한다. 또한 통합 모델에서 큐 크기, 타임아웃, 프로세스의 주기를 매개 변수로 주어 다양한 조합에 따른 실시간 요구사항의 만족 여부를 검증함으로써 ROS에서 매개 변수 설정 기준을 제시한다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권2호
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• pp.1-8
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• 2011

수중로봇 S/W 프레임웍은 센서 데이터 처리, 추진기 제어, 인지 및 행위 제어 등의 다양한 하위모듈로 구성된다. 로봇의 성능은 알고리즘 자체의 우수성 뿐 아니라 그 구현에도 큰 영향을 받는데, 효과적인 구현에 가장 큰 영향을 미치는 부분 중의 하나는 모듈간의 신호 및 데이터 전달을 담당하여 센싱 및 제어 주기에 영향을 주는 데이터 공유 모듈의 효율성이다. 이상적인 데이터 공유 모듈은 시스템의 H/W 및 S/W 구성에 상관없이 데이터 싱크로부터 데이터 소스에 지연 없이 접근할 수 있게 해야 한다. 그러나 실제에 있어서는 시스템 구성 특성에 의한 데이터 소스 모듈의 접근 처리 용량 한계, 네트워크 지연 및 운영체제의 스케쥴링 등으로 인하여 다양한 접근 지연이 요인이 존재한다. 본 논문은 수중로봇과 같이 소수의 컴퓨터로 이뤄진 소규모 분산시스템에서 이러한 접근 지연을 효과적으로 처리하기 위한 데이터 공유 모듈 구조 및 프로그래밍 모델을 제안하고 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권10호
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• pp.925-932
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• 2012

본 논문에서는 패턴 인식 알고리즘을 기반으로 인간 형태를 가진 휴머노이드 로봇의 보행 동작을 제어하는 경로 인식 시스템을 개발하였다. 휴머노이드 로봇이 효과적인 작업 수행을 할 수 있도록 행동 프리미티브를 정의 하였으며, Canny 에지 검출 알고리즘을 적용한 보도 블록의 패턴 및 색상 추출, 이를 기반으로 한 이동 방향을 인식하는 알고리즘 제안하고, 리눅스 운영체제와 영상 카메라가 장착된 소형 휴머노이드 임베디드 시스템에 구현하였다. 제안 알고리즘의 성능 실험을 휴머노이드 로봇의 동작 속도 및 인식율에 관점에서 수행하였으며, 다양한 현실 환경을 반영하기 위해 경사도 및 조도 변화를 적용하였다. 실험 결과 제안 알고리즘은 다양한 환경에서 시각 장애인의 길안내 도우미 로봇으로서 적절한 수준에서 반응함을 확인하였다.

• 한국전자거래학회지
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• 제25권4호
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• pp.143-154
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• 2020

가공 시스템의 지능화 및 자율화 추세가 확대되면서, CNC 공작기계의 자동화된 오퍼레이션을 위한 머신 텐딩 시스템 도입이 산업 현장에서 활발히 진행되고 있다. 머신 텐딩 시스템을 구축함에 있어 CNC 공작기계와 로봇 간 인터페이스 구성 및 구성한 인터페이스에 대한 작업 설계 변경은 가장 중요한 프로세스이다. 하지만 이러한 중요도에도 불구하고 머신 텐딩 시스템은 많은 설정 문제가 있다. 새로운 CNC 공작기계나 로봇을 도입할 때마다 인터페이스에 맞추어 컨트롤러를 다시 제작하거나 재구성해야 하는 어려움이 있고, 추가적으로 머신 텐딩 시스템의 복잡한 구조로 인해 현장 작업자가 해당 시스템을 변경하는 부분에도 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 이기종의 CNC 머신과 산업용 로봇 간 인터페이스를 하나의 통합 시스템으로 구성하였다. 또한 손쉽게 작업 설계 변경을 하기 위해 디지털 트윈을 구현하여 현장 작업자는 간단하게 변경을 가능하게 하였다. 이 시스템을 구현하기 위하여 이기종 CNC 공작기계에 대한 표준화된 인터페이스를 제공하는 지능형 HMI 플랫폼과 다양한 로봇을 제어할 수 있는 응용 소프트웨어 개발 플랫폼인 ROS 플랫폼의 통합 개발 환경을 구축하였다. 또한 손쉬운 작업환경을 위해 게임 엔진인 Unity3D를 사용하여 시스템 모델링 후 웹 브라우저 환경에서 머신 텐딩 원격 제어 및 실시간 모니터링 프로그램을 개발하였다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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• 한국컴퓨터교육학회 2017년도 하계학술대회
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• pp.113-116
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• 2017

현대 사회는 4차 산업혁명을 통해 빠르게 발달하고 있다. 이러한 사회에서는 새로운 지식과 기술이 끊임없이 만들어지고 기존의 지식과 기술이 도태되고 지식과 기술의 생명주기가 점차적으로 빨라지고 있다. 이에 따라 새롭게 제시되는 지식과 기술을 적합한 문제에 적용하여 문제를 해결하는 능력의 중요성이 커지고 있다. 특히 차세대 기술로 평가받는 인공지능, 로봇, 자율 자동차, 사물 인터넷 등의 기술과 연관된 문제를 해결하는 방법은 컴퓨터를 활용한 문제 해결방법과 밀접하게 연관돼있기 때문에 컴퓨터를 활용하여 주어진 문제를 표현하고 해결하는 능력은 매우 중요하다. 본 연구에서는 운영체제에서 기본적으로 제공되는 파일 관리 프로그램에 대한 문제점을 제기하고 문제 해결을 위해 컴퓨팅 사고력을 활용해서 문제에 대한 조사 단계, 분석 단계, 그리고 자동화 단계를 거쳐 문제를 해결한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.218-221
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• 2006

This paper reports on a Realtime OS based motor control system for laparoscopic surgery robot which enables telesurgery and overcomes shortcomings with conventional laparoscopic surgery. The system has a conventional master-slave robot configuration and the control system consists of joint controllers, host controllers, and power units. The robot features (1) a compact slave robot with 5 DOF (Degree Of Freedom) expanding the workspace of each tool and increasing the number of tools operating simultaneously, and (2) direct 1:1 correspondence in the joint of master and slave robot that simplifies control algorithm and enhances reliability. Each master, slave and GUI (Graphical User Interface) host has a dedicated RTOS (RealTime OS), RTLinux-Pro (FSMLabs Inc., U.S.A.) Each master and slave controller set pair has a dedicated CAN (Controller Area Network) channel for control and monitoring signal communication. Total 4 pairs of the master/slave manipulators as current are monitored by one host controller for operation monitoring and higher level motion control. The system showed acceptable performance in both position control precision and master-slave motion synchronization and is now under further development for better safety and control fidelity for clinically applicable prototype.

• 자동차안전학회지
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• 제12권2호
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• pp.33-39
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• 2020

This paper presents an Around View Monitoring (AVM) stop-line detection based longitudinal position correction algorithm for automated driving on urban roads. Poor positioning accuracy of low-cost GPS has many problems for precise path tracking. Therefore, this study aims to improve the longitudinal positioning accuracy of low-cost GPS. The algorithm has three main processes. The first process is a stop-line detection. In this process, the stop-line is detected using Hough Transform from the AVM camera. The second process is a map matching. In the map matching process, to find the corrected vehicle position, the detected line is matched to the stop-line of the HD map using the Iterative Closest Point (ICP) method. Third, longitudinal position of low-cost GPS is updated using a corrected vehicle position with Kalman Filter. The proposed algorithm is implemented in the Robot Operating System (ROS) environment and verified on the actual urban road driving data. Compared to low-cost GPS only, Test results show the longitudinal localization performance was improved.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.281-282
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• 2023

자율주행 자동차 시장 규모 및 기술이 급속도로 성장하고 있음에도 불구하고, 전문가 교육을 위한 높은 하드웨어 비용 때문에 실제로 이 기술을 실험하기 위한 집단 교육 플랫폼의 필요성이 높아졌다. 이에 따라 우리는 자율주행에 사용되는 센서와 액츄에이터, 그리고 자율주행 알고리즘 학습을 위한 1/5 크기의 하드웨어를 포함한 교육 플랫폼을 설계했다. 이 교육 프로그램은 온라인 강의와 실습으로 구성되며, 각각의 모듈은 로봇 운영체제(ROS)를 활용한 C언어로 개발되었다. 이 교육 플랫폼은 언제 어디서나 접근 가능한 온라인 형식으로 제공되므로, 학생들은 이론과 실습을 통해 자율주행 분야의 전문가로 성장할 수 있는 기회를 얻게 되고 혁신과 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.231-243
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• 2009

임베디드 시스템 시장이 확대되면서 최근 들어 자동차, 선박, 로봇 등과 같은 다양한 분야에서 임베디드 소프트웨어에 대한 관심이 증가되고 있다. 이와 관련하여 임베디드 운영체제, 임베디드 소프트웨어 모델링 기법, 임베디드 소프트웨어 테스팅 등 다양한 연구들이 이루어지고 있다. 그러나 지금까지 임베디드 분야가 하드웨어 분야에 치중되어 왔기 때문에 임베디드 시스템 개발에 있어서 체계적인 공학적 접근 방식이 미약한 상태이다. 이 뿐만 아니라 임베디드 시스템 개발에 있어서 재사용성을 고려한 프레임워크 기반의 설계 기법 등은 반영되지 못한 실정이다. 이렇게 개발됨으로써 시스템 내에 죽은 코드(Dead Code)들이 산재해 있을 뿐만 아니라 시스템의 재사용성이 매우 저조한 결과를 보이고 있다. 본 논문에서는 이러한 재사용성 향상을 위한 임베디드 시스템의 프레임워크를 제시하고, 이 프레임워크에 대한 정적 메타 모델을 제시한다. 이러한 메타 모델을 통해 임베디드 시스템의 재사용 프레임워크의 구조를 표현 할 뿐만 아니라, 이를 기반으로 다양한 임베디드 시스템 형태에 따라 모델을 쉽게 확장하여 설계할 수 있도록 한다.