• Title/Summary/Keyword: 자율 경로 주행

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Mapless Navigation Based on DQN Considering Moving Obstacles, and Training Time Reduction Algorithm (이동 장애물을 고려한 DQN 기반의 Mapless Navigation 및 학습 시간 단축 알고리즘)

  • Yoon, Beomjin;Yoo, Seungryeol
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.25 no.3
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    • pp.377-383
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    • 2021
  • Recently, in accordance with the 4th industrial revolution, The use of autonomous mobile robots for flexible logistics transfer is increasing in factories, the warehouses and the service areas, etc. In large factories, many manual work is required to use Simultaneous Localization and Mapping(SLAM), so the need for the improved mobile robot autonomous driving is emerging. Accordingly, in this paper, an algorithm for mapless navigation that travels in an optimal path avoiding fixed or moving obstacles is proposed. For mapless navigation, the robot is trained to avoid fixed or moving obstacles through Deep Q Network (DQN) and accuracy 90% and 93% are obtained for two types of obstacle avoidance, respectively. In addition, DQN requires a lot of learning time to meet the required performance before use. To shorten this, the target size change algorithm is proposed and confirmed the reduced learning time and performance of obstacle avoidance through simulation.

Study on Improvement in Steering Performance of an Auto-Guided Tractor using a Laboratory-made HILS simulator (HILS 시뮬레이터를 이용한 자율주행 트랙터 조향시스템 개선 연구)

  • Lee, Chang-Joo;Han, Xiongzhe;Jeon, Chanwoo;Kim, Junghoon;Kim, Hakjin
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.19-19
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    • 2017
  • 자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

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Fuzzy and Proportional Controls for Driving Control of Forklift AGV (퍼지와 비례 제어를 이용한 지게차 AGV의 주행제어)

  • Kim, Jung-Min;Park, Jung-Je;Jeon, Tae-Ryong;Kim, Sung-Shin
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.19 no.5
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    • pp.699-705
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    • 2009
  • This paper is represented to research of driving control for the forklift AGV. The related works that were studied about AGV as heavy equipment used two methods which are magnet-gyro and wire guidance for localization. However, they have weaknesses that are high cost, difficult maintenance according to change of environment. In this paper, we develop localization system through sensor fusion with laser navigation system and encoder, gyro for robustness. Also we design driving controller using fuzzy and proportional control. It considers distance and angle difference between forklift AGV and pallet for engaging work. To analyze performance of the proposed control system, we experiment in same working condition over 10 times. In the results, the average error was presented with 54.16mm between simulation of control navigation and real control navigation. Consequently, experimental result shows that the performance of proposed control system is effective.

Autonomous Mobile Robot Using Sensor Fusion (센서융합을 이용한 이동로봇의 자율주행)

  • Shin, Seonwoong;Oh, Seyeop;Yoo, Dongsang;Moon, Hyeonjoon;Kim, Sanghoon
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2013.05a
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    • pp.867-868
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    • 2013
  • 본 논문은 물류창고와 같은 실내 공간에서 RFID와 초음파 센서등을 이용하여 이동로봇이 자율적으로 자신의 위치를 파악하고 관리자가 지정한 목표 물체를 인식하여 간단한 업무를 보조할 수 있는 기법을 제안한다. 실내공간엔 RFID를 지면과 목표물체에 설치하고 로봇은 RFID의 리더기와 물체 접근시 활용이 가능한 추가적 센서를 갖춤으로써 이동시 자기 위치를 실시간으로 파악하고 물체로부터도 고유정보를 얻는다. 초음파 센서 신호의 귀환시간을 활용하여 근접한 물체와의 상대 거리를 추출하고 바닥의 RFID로부터 이미 획득한 자기 위치를 조합하여 목표 물체의 절대 위치를 구한다. 이는 이동 로봇을 중심으로 한 경로지도를 실시간으로 작성하며 동시에 실내의 이동 가능 구조 및 목표 물체의 파악이 가능하여 이동로봇의 자율적 탐색을 위한 최적 경로 계획 수립에 활용 가능하다.

Path Planning for Static Obstacle Avoidance: ADAM III (정적 장애물 회피를 위한 경로 계획: ADAM III)

  • Choi, Heejae;Song, Bongsob
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.22 no.3
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    • pp.241-249
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    • 2014
  • This paper presents a path planning algorithm of an autonomous vehicle (ADAM III) for collision avoidance in the presence of multiple obstacles. Under the requirements that a low-cost GPS is used and its computation should be completed with a sampling time of sub-second, heading angle estimation is proposed to improve performance degradation of its measurement and a hierarchical structure for path planning is used. Once it is decided that obstacle avoidance is necessary, the path planning consists in three steps: waypoint generation, trajectory candidate generation, and trajectory selection. While the waypoints and the corresponding trajectory candidates are generated based on position of obstacles, the final desired trajectory is determined with considerations of kinematic constraints as well as an optimal condition in a term of lateral deviation. Finally the proposed algorithm was validated experimentally through field tests and its demonstration was performed in Autonomous Vehicle Competition (AVC) 2013.

Study on Design of Mobile Robot for Autonomous Freight Transportation (무인 화물이송 이동로봇의 설계에 관한 연구)

  • Jeong, Dong-Hyuk;Park, Jin-Il;Kim, Yong-Tae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.23 no.3
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    • pp.202-207
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    • 2013
  • In the paper, we design a autonomous mobile robot for freight transportation and propose an operation method of the robot in the warehouse. In order to implement autonomous navigation, it is needed to recognize the position of the robot and track the path to the target. Previous methods are hard to change the workspace environment and need high cost to install and keep a maintenance of the system. The lifter of freight transportation robot is designed to load and unload a baggage through up and down motion. Also, ultrasonic sensor, RFID, QR-code and camera sensor is used to carry out various functions while the robot navigates in the various environment. We design an operation method of the mobile robot in order to effectively arrive a goal position and transport a freight. The proposed methods are verified through various experiments.

Analysis of the Effects of the Truck Platooning Using a Meta-analysis (메타분석을 이용한 화물차 군집주행의 효과 분석)

  • Kim, Yejin;Jeong, Harim;Ko, Woori;Park, Joong-gyu;Yun, Ilsoo
    • The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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    • v.21 no.1
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    • pp.76-90
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    • 2022
  • The platooning refers to a form in which one or more following vehicles along the path of the leading vehicle(directly driven by the driver) drive in one platoon using V2V, V2I communication and vehicle-mounted sensor. Platooning has emerged in line with the increasing demand for cargo volume and advanced transportation logistics systems, and is expected to have effects such as increasing capacity, reducing labor costs, and reducing fuel consumption. However, compared to general passenger cars, research on autonomous driving of trucks and verification of their effects are insufficient. Therefore, in this study, meta-analysis was conducted on the theme of the effect of truck platooning, and the results of existing studies related to platooning effects were integrated into one reliable, generalized, and objective summary estimate. In conclusion, it was analyzed that the introduction of truck platooning would have an effect of 13.93% increase in capacity, 38.76% decrease in conflict, and 8.13% decrease in fuel consumption.

Implementation of Pattern Recognition Algorithm Using Line Scan Camera for Recognition of Path and Location of AGV (무인운반차(AGV)의 주행경로 및 위치인식을 위한 라인스캔카메라를 이용한 패턴인식 알고리즘 구현)

  • Kim, Soo Hyun;Lee, Hyung Gyu
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.23 no.1
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    • pp.13-21
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    • 2018
  • AGVS (Automated Guided Vehicle System) is a core technology of logistics automation which automatically moves specific objects or goods within a certain work space. Conventional AGVS generally requires the in-door localization system and each AGV equips expensive sensors such as laser, magnetic, inertial sensors for the route recognition and automatic navigation. thus the high installation cost is inevitable and there are many restrictions on route(path) modification or expansion. To address this issue, in this paper, we propose a cost-effective and scalable AGV based on a light-weight pattern recognition technique. The proposed pattern recognition technology not only enables autonomous driving by recognizing the route(path), but also provides a technique for figuring out the loc ation of AGV itself by recognizing the simple patterns(bar-code like) installed on the route. This significantly reduces the cost of implementing AGVS as well as benefiting from route modification and expansion. In order to verify the effectiveness of the proposed technique, we first implement a pattern recognition algorithm on a light-weight MCU(Micro Control Unit), and then verify the results by implementing an MCU_controlled AGV prototype.

Safe Climbing Path Planning by Image Processing (영상 처리에 의한 안전한 등반 경로 계획)

  • Yeom, Dong-Hae;Kim, Jong-Sun;Joo, Young-Hoon
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.22 no.2
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    • pp.187-191
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    • 2012
  • This paper deals with a safe climbing path planning for unmanned automatic vehicles. Unlike the existing path planning schemes, the safety is the highest priority for our approach. To achieve this, the global potential field which includes a dangerous zone as well a given terrain information is generated, and the way-points are determined by using image processing such as the erosion operation. The proposed method can reduce the computation effort and the amount of information, and provide the safe climbing path which is similar to human's intuition.

Implementation of an Autonomous Mobile Robot Using Sensor Fusion with Passive RFID and Range Sensors (RFID 정보와 거리센서 융합을 통한 자율주행로봇의 구현)

  • Kim, Sang-Hon;Song, Yong-Ju
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.249-252
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    • 2011
  • 본 논문은 실내 공간에서 RFID와 센서를 이용하여 이동로봇이 자기 위치를 파악하고 목표 물체를 인식할 수 있는 기법을 제안한다. RFID를 지면과 목표물체에 설치하고 로봇은 리더기와 다양한 센서를 갖춤으로써 이동시 자기 위치를 파악하고 물체로부터도 고유정보를 얻을 수 있게 구성하였다. 초음파 센서 신호의 귀환시간을 활용하여 전방 물체의 거리를 추출하며 바닥의 RFID로부터 이미 획득한 자기 위치를 활용하여 물체의 절대 위치를 구한다. 이는 로봇을 중심으로한 경로지도를 실시간으로 작성하는 것이 가능하며, 실내의 구조 및 목표 물체의 위치등을 포함한 전체적인 지도를 작성할 수 있다. 최종적으로는 최적의 경로 계획을 세워 로봇이 목표 위치로 이동하거나 자율적 탐색이 가능하도록 한다.