• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.6 no.1
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• pp.148-156
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• 2011

This paper presents an implementation of autonomous navigation of a mobile robot indoors. It explains methods for map building, localization, obstacle avoidance and path planning. Geometric map is used for localization and path planning. The localization method calculates sensor data based on the map for comparison with the real sensor data. Monte Carlo Localization(MCL) method is adopted for estimation of the robot position. For obstacle avoidance, an artificial potential field generates repulsive and attractive force to the robot. Dijkstra algorithm plans the shortest distance path from a start position to a goal point. The methods integrate into autonomous navigation method and implemented for indoor navigation. The experiments show that the proposed method works well for safe autonomous navigation.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.18 no.5
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• pp.579-585
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• 2008

Recently, many researches on autonomous mobile system have been proposed, which are possible to recognize its surrounding environment and navigate to destination without supervisor's intervention. Various sensors are mounted on the autonomous systems in order for the systems to move to destination safely without any accident. In this paper, we design an ontology-based autonomous system mounted laser distance sensors and cameras, and propose a method to conceptualize sensing information. We show the validity of the proposed method through the experiments of the system's navigation.

• 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.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.16 no.2
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• pp.65-72
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• 2011

In this paper, a real-time monocular vision based navigation system is developed for the disabled people, where online background learning and vector field histogram are used for identifying obstacles and recognizing avoidable paths. The proposed system is performed by three steps: obstacle classification, occupancy grid map generation and VFH-based path recommendation. Firstly, the obstacles are discriminated from images by subtracting with background model which is learned in real time. Thereafter, based on the classification results, an occupancy map sized at $32{\times}24$ is produced, each cell of which represents its own risk by 10 gray levels. Finally, the polar histogram is drawn from the occupancy map, then the sectors corresponding to the valley are chosen as safe paths. To assess the effectiveness of the proposed system, it was tested with a variety of obstacles at indoors and outdoors, then it showed the a'ccuracy of 88%. Moreover, it showed the superior performance when comparing with sensor based navigation systems, which proved the feasibility of the proposed system in using assistive devices of disabled people.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2004.10a
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• pp.207-210
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• 2004

일반적인 이동 로봇의 주된 관심은 경로 생성과 생성된 경로 추종에 있다. 그러나 일부 고속의 이동성이 필요로 하는 로봇의 경우 동역학적 제한 조건이 존재하며, 이러한 제한 조건내에서 원하는 움직임에 대한 제어가 요구된다. 본 논문에서 환경 지도를 가지고 있지 않은 상태, 즉 미지의 환경에서 이동 로봇의 경로 추종에 있어서 빠른 이동시에 발생할 수 있는 이동 로봇의 미끄러짐이나 전복 현상을 막기 위해 이동 로봇의 동역학적 제한 조건을 퍼지 논리를 이용하여 기준 속도를 변화시켜 안전하고 빠른 경로 추종 성능을 얻고자 하였다. 특히, 라인 추종 이동 로봇을 모델링하여 실시간으로 변화하는 목표점에 대한 추종 제어기를 설계하고 퍼지 최적 속도 제한 제어기를 통해 연속적으로 변화하는 라인에 대해서 지능적으로 로봇이 변화하는 라인에 대해서 지능적으로 로봇의 속도를 제한하여 안정적인 추종 성능을 발휘함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.11a
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• pp.283-284
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• 2023

자율주행 경진대회에서 학생들의 장애물 후에 경로를 생성 능력을 검정하는 라바콘 추종 종목은 중요한 항목 중의 하나이다. 라바콘의 위치를 알기 위해서는 라이다 센서가 필요하다. 실내의 경우 저가의 2D 라이다 센서를 사용하여 콘의 위치 검출이 가능하지만, 실외의 경우에는 고가의 3D 라이다 센서 또는 고가의 3차원 카메라가 필요하다. 이러한 고가의 기자재는 실습의 대중화에 걸림돌이 되고 있으므로, 1개의 카메라와 인공지능을 이용한 라이다 콘의 검출하는 방법을 개발하였고, 이를 활용하여 경로 생성 및 제어를 수행하였다. 그 결과 0.4m 이내의 정밀도로 콘의 위치 추정과 주행을 성공적으로 수행하였다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.21 no.2
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• pp.268-275
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• 2011

This paper proposes two optimal path planning methods of a mobile robot using uDEAS (univariate Dynamic Encoding Algorithm for Searches). Before start of autonomous traveling, a self-controlled mobile robot must generate an optimal global path as soon as possible. To this end, numerical optimization method is applied to real time path generation of a mobile robot with an obstacle avoidance scheme and the basic path generation method based on the concept of knot and node points between start and goal points. The first improvement in the present work is to generate diagonal paths using three node points in the basic path. The second innovation is to make a smooth path plotted with the blending polynomial using uDEAS. Effectiveness of the proposed schemes are validated for several environments through simulation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.1
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• pp.67-76
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• 2011

An exact curved path has to be fixed and velocity profile for travelling on the curved path is required by a moving stage. In this study, we decide the curved path on the basis of the information on three point locations. The path of the moving stage is traced by simulating the designed curve path and the velocity profile, and the results are compared with the given three points to determine how closely the moving stage follows the given path. Further, we propose a method to calibrate a curved path and velocity profile. The proposed moving paths were evaluated by performing experiments. Finally, the designed curved path and the actual path were compared.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.26 no.6
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• pp.108-119
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• 2011

로봇주행은 환경 정보와 위치 정보를 기반으로 현재 위치로부터 목적지까지 경로를 생성하고 제어하는 기술 체계를 의미한다. 주행 기술은 이미 로봇청소기, 군용로봇, 무인주행 자동차, 농업용 무인트랙터 등 개인용 서비스 로봇으로부터 전문서비스 로봇까지 다양한 응용제품의 형태로 구현되고 있다. 즉, 로봇주행은 로봇의 이동(mobility) 기능을 구현하는 것으로 제품 형태로 혹은 획기적인 기술 시연을 통해 보편화되고 있다. 본 고에서는 로봇주행 기술의 개요와 이를 구성하는 핵심 요소기술의 동향을 살펴보고 산업 및 표준화 동향을 살펴봄으로써 인식, 제어, SW, 시스템 공학 등 첨단융합기술로서의 로봇주행의 중요성과 기술확보 방향에 대해 살펴보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2003.09b
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• pp.9-12
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• 2003

본 논문에서는 미지의 환경에서 인터넷 기반에 대한 이동로봇의 자율 주행이 가능하도록 비젼시스템과 퍼지규칙을 이용한 경로 설정 및 장애물 회피를 위한 알고리즘을 소개 하고자 한다. 한편 원격지에서도 로봇의 움직임을 파악할 수 있도록 인터넷을 통한 원격운용 기능을 추가함으로써 로봇의 효율적인 제어가 가능하도록 하였다. 원격지에서 제어하고자 할 때 대부분이 인터넷이나 무선을 이용한 원격제어 또는 실시간 모니터링을 통해 제어하여 그 상황을 시뮬레이션으로 구현하고 있다. 현재 이동로봇 제어를 할 때 많이 사용되는 방법은 IEEE 802.11b를 기반으로 한 wireless LAN Socket, TCP/IP, RF, 블루투스 통신등이 있다. 이러한 방식중 본 논문에서는 Internet 방식 중에 TCP/IP 프로토콜을 사용하였다. 전체 시스템은 이동로봇과 서버 그리고 클라이언트로 구성되며 이동 로봇은 인터넷을 통해서 로봇을 제어하거나 필요에 따라서는 로봇이 직접 제어권을 가지고 자율주행이 가능하도록 설계되었다. 본 논문에서는 퍼지규칙을 이용하여 경로 계획 및 장애물 회피를 위한 알고리즘을 생성하였으며, 실험을 통한 그 효율성을 검증하였다. 또한 실제 이동 로봇을 제작하여 실험한 결과에서도 제안된 알고리즘이 우수한 성능을 발휘함을 확인할 수 있었다.