• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.336-341
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• 2015

This paper proposes a balancing and driving control system for a Mecanum wheel ball robot which has a two axis structure and four motors. The inverted pendulum control method is adopted to maintain the balance of the ball robot while it is driving. For the balancing control, an anon-model-based controller has been designed to control the device simply without the need of a complex formula. All the gains of the controller are heuristically adjusted during the experiments. The tilt angle is measured by IMU sensors, which is used to generate the control input of the roll and pitch controller to make the tilt angle zero. For the driving control, the PID control algorithm has been adopted with angles of the wheels and the encoder data. The performance of the designed control system has been verified through the real experiments with the suggested ball robot.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.469-475
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• 2010

본 논문에서는 두 바퀴로 구동되는 역진자기반의 1인승 차량의 안정적인 균형을 위해 제어기를 설계하였다. 탑승자의 몸무게에 따라 전체 질량이 달라지므로 그에 따른 PID 제어기의 이득값을 실험적으로 구하였다. 이 때 탑승자의 몸무게에 따라 무게 중심이 달라지게 되는데, 이는 밸런싱 각도에 영향을 미치게 된다. 따라서, 안정적인 균형을 이루기 위해서는 몸무게에 따른 목표 밸런싱 각도를 수정하여 제어해야 한다. 다양한 탑승자의 몸무게를 측정하기 위해 차량에 체중계를 달고 측정된 체중 데이터를 컴퓨터로 전송하여 제어기에 적용하였다. 다양한 실험으로 얻은 정보를 사용하여 제어기의 게인 스케줄링을 통하여 보다 안정적인 균형을 유지할 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.502-509
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• 2005

In this paper, a 4-wheel vehicle model including the effects of tire slip was considered, along with variable parameter sliding control, in order to improve the performance of the vehicle longitudinal response. The variable sliding parameter is made to be proportional to the square root of the pressure derivative at the wheel, in order to compensate for large pressure changes in the brake cylinder. A typical tire force-relative slip curve for dry road conditions was used to generate an analytical tire force-relative slip function, and an antilock sliding control process based on the analytical tire force-relative slip function was used. A retrofitted brake system, with the pushrod force as the end control parameter, was employed, and an average decay function was used to suppress the simulation oscillations. The simulation results indicate that the velocity and spacing errors were slightly larger than those obtained when the wheel slip effect was not considered, that the spacing errors of the lead and follower were insensitive to the adhesion coefficient up to the critical wheel slip value, and that the limit for the antilock control under non-constant adhesion road conditions was determined by the minimum value of the equivalent adhesion coefficient.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권6호
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• pp.744-750
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• 2015

본 연구에서는 해상에서 선박의 외측 표면 검사를 위한 모바일 로봇의 개발에 대해 언급하였다. 해상에서 선체 측면에 대한 검사를 육안으로 진행하기 어려우며 이러한 검사를 효과적으로 수행하기 위해 모바일 로봇은 선체 측면에 부착되어 주행할 수 있는 기능을 갖추어야 한다. 이를 위해 선체 측면과의 부착력을 발생시키기 위해 영구 자석 모듈을 도입하였고, 곡면 주행 시 자기력의 변화를 최소화하는 구조로 설계를 하였다. 이러한 설계를 바탕으로 4개의 네오디움 자석, 4개의 구동바퀴, 영상 획득 모듈로 구성되는 모바일 로봇을 제작하였다. 제작된 로봇에 대해 선체와의 부착력을 확인하기 위한 하중 실험을 실시하였고, 주행이후 정지 시 측면 미끄럼 실험과 주행 속도 측정 실험을 실시하였다. 실험 결과 13 [Kgf]까지 선체와의 부착력을 유지할 수 있었고, 미끄러짐이 없는 하중은 8 [Kgf]까지였다. 주행 실험에서는 6.5 [A]의 전류에 대해 0.82 [m/s]의 속도로 주행할 수 있는 것을 확인하였다. 선박의 표면 검사를 위해 개발한 모바일 로봇의 특성 실험을 통해 로봇의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 우주기술과 응용
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• 제1권1호
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• pp.64-75
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• 2021

달이나 지구의 특정 지역의 지질학적 형성 과정을 이해하는 가장 쉬운 방법은 지층이 쌓이는 순서인 층서를 관측하는 것이다. 층서를 분석하면 과거의 지질학적 사건과 그 시기의 유추가 가능하다. 달의 바다 중 구름의 바다(Mare Nubium)에는 층서를 관측할 수 있는 Rupes Recta라는 기울기 10° - 30°의 단층 지형이 있으며, 이 지역의 여건상 바퀴로 움직이는 로버는 탐사가 불가능하기 때문에 원활한 탐사를 위해 경사로와 험지 이동도 무난히 수행 가능한 4족 보행 로봇을 사용해야만 한다. 4족 보행 로봇으로 단층면을 탐사하려면 층서의 구현정도, 지형의 경사도, 지형의 거친 정도인 석리(texture)와 장애물의 유무를 고려하여 탐사 경로를 설계할 필요가 있다. 본 논문에서는 기존 화성 탐사선들의 원격 탐사 자료를 활용하여 최적화된 탐사 경로 선정과정을 제시한다. 그리고 4족 보행 로봇을 활용한 단층면 탐사에 필요한 필수탑재체로 층서의 실제 형상을 촬영하고 구별하기 위한 광학카메라, 구성성분을 분석하기 위한 분광기, 지표에 노출되지 않은 시료를 얻기 위한 드릴로 이루어진 구성을 제안한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권4_2호
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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.