• The Transactions of the Korea Information Processing Society
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• v.13 no.6
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• pp.243-250
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• 2024

Biomimetic robots, which emulate characteristics of biological entities such as birds or insects, have the potential to offer a tactical advantage in surveillance and reconnaissance in future battlefields. To effectively utilize these robots, it is essential to develop technologies that emulate the wing flapping of birds or the movements of cockroaches. However, this effort is complicated by the challenges associated with securing the necessary hardware and the complexities involved in software development and validation processes. In this paper, we presents the design and implementation of a multi-HILS based biomimic robot software validation testbed using modeling and simulation (M&S). By employing this testbed, developers can overcome the absence of hardware, simulate future battlefield scenarios, and conduct software development and testing. However, the multi-HILS based testbed may experience inter-device communication delays as the number of test robots increases, significantly affecting the reliability of simulation results. To address this issue, we propose the data distribution service priority (DDSP), a priority-based middleware. DDSP demonstrates an average delay reduction of 1.95 ms compared to the existing DDS, ensuring the required data transmission quality for the testbed.

• KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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• v.8 no.11
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• pp.449-456
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• 2019

This paper is a study on the construction of a wall-climbing mobile robot using vacuum suction and wheel-type movement, and a comparison of the performance of an automatic wall crack detection algorithm based on machine learning that is suitable for such an embedded environment. In the embedded system environment, we compared performance by applying recently developed learning methods such as YOLO for object learning, and compared performance with existing edge detection algorithms. Finally, in this study, we selected the optimal machine learning method suitable for the embedded environment and good for extracting the crack features, and compared performance with the existing methods and presented its superiority. In addition, intelligent problem - solving function that transmits the image and location information of the detected crack to the manager device is constructed.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.7 no.9
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• pp.723-732
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• 2001

In this paper, the neurofuzzy controller of optically guided AGV is proposed to improve the path-tracking performance A differential steered AGV has front-side and rear-side optical sensors, which can identify the guiding path. Due to the discontinuity of measured data in optical sensors, optically guided AGVs break away easily from the guiding path and path-tracking performance is being degraded. Whenever the On/Off signals in the optical sensors are generated discontinuously, the motion errors can be measured and updated. After sensing, the variation of motion errors can be estimated continuously by the dead reckoning method according to left/right wheel angular velocity. We define the estimated contour error as the sum of the measured contour in the sensing error and the estimated variation of contour error after sensing. The neurofuzzy system consists of incorporating fuzzy controller and neural network. The center and width of fuzzy membership functions are adaptively adjusted by back-propagation learning to minimize th estimated contour error. The proposed control system can be compared with the traditional fuzzy control and decision system in their network structure and learning ability. The proposed control strategy is experience through simulated model to check the performance.

• Journal of Space Technology and Applications
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• v.1 no.1
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• pp.64-75
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• 2021

On the moon as well as the earth, one of the easiest ways to understand geological formation history of any region is to observe the stratigraphy if it is available, the order in which the strata build up. By analyzing stratigraphy, it is possible to infer what geological events have occurred in the past. Mare Nubium also has an unique normal fault called Rupes Recta that shows stratigraphy. However, a rover moving with wheels is incompetent to explore the cliff since the Rupes Recta has an inclination of 10° - 30°. Therefore, a quadruped walking robot must be employed for stable expedition. To exploration a fault with a four-legged walking robot, it is necessary to design an expedition route by taking account of whether the stratigraphy is well displayed, whether the slope of the terrain is moderate, and whether there are obstacles and rough texture in the terrain based on the remote sensing data from the previous lunar missions. For the payloads required for fault surface exploration we propose an optical camera to grasp the actual appearance, a spectrometer to analyze the composition, and a drill to obtain samples that are not exposed outward.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.55-56
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• 2006

This paper describes a new concept of the robot that can climb on the vertical plane. The engineering design problem of the main structure is presented and the experimental results regarding a new mechanism of climbing on the vertical wall are discussed. The locomotive motion of the robot is realized by using a series chain of two caterpillar wheels on which 24-suction pads are installed. White each caterpillar wheel rotates on the vertical plane surface, the vacuum pads are activated in sequence based on the sequential opening by specially designed mechanical valves. The detail design feature of the valve is also described in this paper. The overall size of the robot is around 460 mm in width and length, respectively, and 200 mm in height. Its mass is slightly over 14 kg. The main mechanical structure of the robot consists of driving motors, vacuum caterpillar system, steering part, vacuum pump and battery. The performance of the robot is verified on the vertical wall.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04a
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• pp.236-237
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• 2008

이 논문은 노인 및 장애인의 활동을 보조하기 위한 보행보조 로봇의 핵심 기술인 사용자의 진행하고자 하는 방향과 속도를 검출하는 보행의지 파악시스템 구현을 하고자 한다. 최근에 노인인구의 증가로 인해 노인 및 장애인을 위한 보행 보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 그러나 대부분의 경우 동력이 없는 시스템으로 경사 등의 공간에서 취약성을 가지고 있다. 이에 동력형 보행보조기에 대만 관심이 증가되고 있으나, 대부분의 경우 보행보조기 조종이 여의치 않다. 이에 본 논문에서는 사용자의 보행의지를 파악할 수 있는 시스템을 도입하고 이를 기초로 보행자의 안정적인 구동을 수행할 수 있도록 하였다. 사용자의 의지력은 FSR 센서를 이용하여 파악하고, 이를 기초로 사용자가 이동하고자 하는 이동 방향과 이동속도 데이터를 기초로 보행보조기의 차량 속도와 방향에 대해 구동 바퀴의 차동구동을 통해 사용자의 의지에 맞춰 구동할 수 있도록 하였다. 이를 통해 사용자의 이동하려는 의지에 대해 안정적으로 차량을 이동시킬 수 있도록 보행 시스템을 구축하였다. 또한 사용자자의 힘에 대한 속도 및 방향 매핑 기법을 개발하여 보행의지의 정확성을 높였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.55-58
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• 2011

본 논문에서는 경성 실시간 제어 시스템 개발의 어려움을 해결하고자 실물 프로토타이핑(Physical Prototyping) 기법을 적용한 임베디드 실시간 시스템 소프트웨어 개발 방법론에 적합한 개발 환경을 구현하였다. 그리고 이를 검증하기 위한 사례연구로서 두 바퀴 형태의 이동 로봇의 설계 및 구현과 실험을 통해 검증한다. 제안한 개발 환경은 크게 3 단계의 개발환경으로 구성되어 있다. 첫 번째는 타겟 시스템의 요구 분석 및 시스템 모델링을 설계하는 가상 프로토타이핑 개발 환경이다. 두 번째는 실물 프로토타이핑 모델을 설계하여 기능 및 성능에 대한 검증을 하는 실물 프로토타이핑 개발 환경이다. 마지막으로 이러한 검증 단계를 지속적으로 거치면서 점증적으로 소프트웨어를 구현하는 응용분야 적응형 점증적 프로토타이핑 개발 환경이 있다. 또한, Matlab, Simulink, 유비노스 아키텍처 및 이클립스 기반의 통합 개발 환경, ESPS 모바일 보드를 사용하여 경성 실시간 제어 시스템의 설계 및 구현, 성능 검증을 통해 제안한 개발 환경의 유효성을 입증한다.

• Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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• v.27 no.4_2
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• pp.825-832
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• 2024

Traditional cars have a structure that steers the front wheels to change their direction so they have difficulties in performing parking motion, especially in a narrow space. As electric vehicles developed, robotics technology especially omni-directional mobile robot technology began to be incorporated into the automobile field. Omni-directional mobility and special turning movements are particularly useful for parking cars. In this paper, we propose a four-wheeled mobile robot. The proposed robot has a structure that can combine or separate robot body and robot wheel parts by using electric brakes. The proposed robot has omni-directional mobility and has the ability to rotate around an arbitrary point. Due to these omnidirectional and rotational characteristics, the proposed robot allows for various types of movements when applied to a car. In particular, parking is performed in a simple and intuitive manner that does not require complicated path planning. We implemented the proposed four-wheeled robot and showed its effectiveness by conducting several parking experiments.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.53-53
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• 2017

연구목적: 국내 과일 산업의 한 단계 도약과 대외 경쟁력을 높이기 위해서는 수확작업의 기계화가 시급함. 이 연구는 국내외 과일 수확 기계화 현황과 문제점을 분석하고, 향후 수확작업 기계화 방향을 제시하고자 수행 수확기계 실용화 현황 및 고찰 (국내) 과일을 직접 수확이 아닌 수확 작업을 보조해주는 고지 작업기(수동형, 모터 진동형)와 고소 작업차가 대부분임. 수동형은 사과 감 등을 수확하지만, 작업능률이 낮고 작업자가 쉽게 피로하여 장시간 작업이 불가능하므로 실질적인 대안이 되지 못함. 진동형은 자체 동력을 이용하여 나무에 진동을 가하여 주로 대추 매실 등 소과류 수확에 이용되고, 수확능률은 우수하나 충격 손상이 많아 개선이 요구됨. 고소작업차는 동력원에 따라 충전식과 엔진식으로 구분되고, 충전식은 엔진식에 비해 진동 소음이 적어 쾌적하지만, 작업시간이 배터리 용량에 제한을 받음. 또한 작업대 작동방식에 따라 리프트형과 붐형으로 구분함. 리프트형은 리프트를 이용하여 작업대를 상하로 구동하는 방식으로 높은 위치의 과실 수확이 어렵고, 작업대 넓이 만큼의 작업 공간(과수간의 거리)이 필요함. 붐형은 필요한 곳으로 접근성이 우수하나 무거운 무게를 지탱하기 어렵기 때문에 본체를 무겁게 하거나 수시로 수확된 과일을 하차시켜야 함. (국외) 수확 후 가공되는 과일류와 포도 올리브 오렌지 매실 등 소과류 수확이 기계화되었지만, 사과 복숭아 등 신선과일은 아직도 외국의 값싼 노동자들에 의존하여 수확되고 있음. 현재 실용화된 수확 기계는 진동식 수확기계와 터널식 수확기계가 대표적임. 진동식은 집게형의 부착기를 나무 줄기에 고정한 후 트랙터 동력원으로 나무에 진동을 가하여 수확하고, 올리브 대추 등과 같은 소과류와 과피가 두꺼운 오렌지 등에 적용되고, 수확 작업능률이 매우 높으나 과일의 낙하 상처를 피할 수 없는 단점이 있음. 터널형은 규격화(과수 크기 및 형태, 재식거리)된 과수원에 잘 적응하도록 설계 제작되어, 과수 위를 지나가면서 내부에 설치된 진동장치와 컨테이너로 과일을 수확하고, 와인용 포도 수확기가 대표적임. 기계수확이 가능하도록 과수원 조성단계에서부터 재배양식(과수 좌우 및 전후 거리)을 기계의 제원(바퀴 간격, 작업부 간격 등)에 맞추어 재배함. 과일 수확로봇에 관한 연구는 활발하고 일부에서 실증시험단계에 있음. 결론: 구체적인 추진방향을 제시하면, 단기적으로는 과일 수확작업자의 작업편이성과 노동강도를 줄일 수 있도록 소형 저가 범용성이 우수한 보조기구/기계의 보급을 확대하고, 중장기적으로는 수확기계/수확로봇 개발을 위한 연구개발비 투자를 늘리는 동시에, 기계/로봇이 과수원에 잘 적응할 수 있도록 수형 재식거리 등 재배양식의 표준화가 추진되어야 함.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.7
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• pp.1694-1704
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• 2015

In this paper, a robust trajectory tracking control method of a wheeled mobile robot is newly proposed combining the PDC and the ISMC. The PDC is a relatively simple and easy control method for nonlinear system compared to the other non-linear control methods. And the ISMC can have robust and stable control characteristics against model uncertainties and disturbances from the initial time by placing the states on the sliding plane with desired nominal dynamics. Therefore, the proposed PDC+ISMC trajectory tracking control method shows robust trajectory tracking performance in spite of external disturbance. The tracking performance of the proposed method is verified through simulations. Even though the disturbance increases, the proposed method keeps the performance of the PDC method when there is no disturbance. However, the PDC trajectory tracking control method has increasing tracking error unlike the proposed method when the disturbance increases.