• 제목/요약/키워드: 4-Type Wheel Steering

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매트랩 CMDPS와 카심 기반 완전차량모델의 동시시뮬레이션 기술에 관한 연구 (Study on Concurrent Simulation Technique of Matlab CMDPS and A CarSim Base Full Car Model)

  • 장봉춘
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.1555-1560
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    • 2013
  • 칼럼 타입의 전동조향장치(MDPS) 시스템은 차량 안전성과 연료 효율 향상을 보장하기에 승용차에 보편적으로 장착하고 있다. 시스템 해석과 제어기 개발을 위해서는 보통 Mechanical Simulation사에서 제작한 CarSim 프로그램과 매트랩 시뮬링크의 두 프로그램을 이용하여 제어 알고리즘과 차량 모델이 결합되어 하나의 시스템처럼 동시에 동작하도록 시뮬레이션을 수행한다. 매트랩 시뮬링크의 MDPS 제어 시스템과 완전 차량 모델의 동시시뮬레이션 기술개발에 대한 구체적이 방법이 소개된 적이 없기에 본 연구에서 상세히 소개하기로 한다. 본 연구에서는 사인 파형의 조향핸들입력을 이용한 시뮬레이션 결과가 보여 지고 실험결과와 잘 비교되었다. 이러한 동시시뮬레이션 기술은 차량의 핸들링 성능 평가나 CMDPS 평가 수행 및 로직 튜닝을 위해 효과적으로 사용될 수 있다.

Development of a Prototype of Guidance System for Rice-transplanter

  • Zhang, Fang-Ming;Shin, Beom-Soo;Feng, Xi-Ming;Li, Yuan;Shou, Ru-Jiang
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제38권4호
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    • pp.255-263
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    • 2013
  • Purpose: It is not easy to drive a rice-transplanter avoiding underlapped or overlapped transplanting in paddy fields. An automated guidance system for the riding-type rice-transplanter would be necessary to operate the rice-transplanter autonomously or to assist the beginning drivers as a driving aid. Methods: A prototype of guidance system was composed of embedded computers, RTK-GPS, and a power-steering mechanism. Two Kalman filters were adopted to overcome sparse positioning data (1 Hz) from the RTK-GPS. A global Kalman filter estimated the posture of rice-transplanter every one second, and a local Kalman filter calculated the posture from every new estimation of the global Kalman filter with an interval of 200 ms. A PID controller was applied to the row-following mode control. A control method of U-turning mode was developed as well. A stepping motor with a reduction gear set was used to rotate the shaft of steering wheel. Results: Test trials for U-turning and row-following modes were done in a paddy field after some parameters have been tuned at the ground speed range of 0.3 ~ 1.2 m/s. The minimum RMS error of offset was 3.13 cm at the ground speed of 0.3 m/s while the maximum RMS error was 13.01 cm at 1.2 m/s. The offset RMS error tended to increase as the ground speed increased. The target point distance, LT also affected the system performance and PID controller parameters should be adjusted on different ground speeds. Conclusions: A target angle-based PID controller plus stationary steering angle controller made it possible for the rice-transplanter to steer autonomously by following a reference line accurately and even on U-turning mode. However, as condition in paddy fields is very complicated, the system should control the ground speed that prevents it from deviating too much due to ditch and slope.

농업용 무한궤도형 자율주행 플랫폼의 경로 추종 및 추종 성능 향상을 위한 가변형 전방 주시거리 알고리즘 개발 (Development of Path Tracking Algorithm and Variable Look Ahead Distance Algorithm to Improve the Path-Following Performance of Autonomous Tracked Platform for Agriculture)

  • 이규호;김봉상;최효혁;문희창
    • 로봇학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.142-151
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    • 2022
  • With the advent of the 4th industrial revolution, autonomous driving technology is being commercialized in various industries. However, research on autonomous driving so far has focused on platforms with wheel-type platform. Research on a tracked platform is at a relatively inadequate step. Since the tracked platform has a different driving and steering method from the wheel-type platform, the existing research cannot be applied as it is. Therefore, a path-tracking algorithm suitable for a tracked platform is required. In this paper, we studied a path-tracking algorithm for a tracked platform based on a GPS sensor. The existing Pure Pursuit algorithm was applied in consideration of the characteristics of the tracked platform. And to compensate for "Cutting Corner", which is a disadvantage of the existing Pure Pursuit algorithm, an algorithm that changes the LAD according to the curvature of the path was developed. In the existing pure pursuit algorithm that used a tracked platform to drive a path including a right-angle turn, the RMS path error in the straight section was 0.1034 m and the RMS error in the turning section was measured to be 0.2787 m. On the other hand, in the variable LAD algorithm, the RMS path error in the straight section was 0.0987 m, and the RMS path error in the turning section was measured to be 0.1396 m. In the turning section, the RMS path error was reduced by 48.8971%. The validity of the algorithm was verified by measuring the path error by tracking the path using a tracked robot platform.

4자유도 모션이 가능한 복합 무대 시스템 개발 (Development of the Multi-stage System with 4 DOF)

  • 이상원;원대희;이설희
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.18-26
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    • 2015
  • 본 논문에서는 다양한 무대연출이 가능한 전(Omni)방향 이동무대와 수직 상승 무대로 구성된 복합형 무대 시스템의 설계 및 제어 방법에 대해 제안하였다. 복합 무대 시스템은 전후/좌우/회전 등 3 자유도 모션의 이동무대와 1 자유도 상/하 모션의 상승 무대 등 총 4 자유도 동작이 가능하도록 개발 되었다. 이동무대는 2개의 구동 휠과 조향 휠 구조로 설계하여 기존 차동 방식의 이동무대에 비해 기동성을 높였으며, 상승무대는 전고대비 수식 상승비가 10배 이상 가능하도록 맞물림 방식의 구조로 설계하였다. 또한, 공연연출에 필요한 모션 구현을 위해 경로계획 방법과 계획된 경로를 추종하기 위한 제어방법에 대해서도 제안하였다. 그리고 복합형 무대 시스템의 수평 이동 및 수식 상승 등 복합 모션 실험을 통해 그 성능을 검증하였으며, 공연 공간 디자인 도록을 제시하여 개발된 시스템이 공연에서 다양한 연출에 활용이 가능함을 보였다.

대형 트럭의 선회 주행특성 해석을 위한 컴퓨터 모델의 개발 (Development of a Computer Model for the Turning Maneuver Analysis of a Heavy Truck)

  • 문일동;권혁조;오재윤
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.121-129
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    • 2000
  • this paper develops a computational model for the turning maneuver analysis of a cabover type heavy truck. The model having 42 degree-of-freedom is developed using ADAMS. Leaf springs used in the front and rear suspension systems are modeled by dividing it three links and joining them with joints. Force and displacement relationship showing nonlinear hysteric characteristics of the leaf spring is measured and modeled with an exponential function. A velocity and force relationship of a shock absorber is measured and modeled with a spline function. And a stabilizer bar is modeled using ADAMS beam element to consider a twisting and bending effect. To verify the developed model an actual vehicle test is performed in the double lane change course with 50kph and 60kph vehicle velocity. In the actual vehicle test lateral acceleration roll angle and yaw rate are measured, The tendency and peak-to-peak values of the actual vehicle test and simultion results are compared each other.

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도시부 핸드프리 휴대폰 사용이 운전자 부하 및 수행도에 미치는 영향 연구 (Effects of a Hand-Free Cellular Phone Use on Driver's Mental Workload and Performance in an Urban Area)

  • Cha, Doo-Wonn;Tsuyoshi, Katayama;Nobuyuki, Uchida;Park, Peom
    • 대한교통학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.31-39
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    • 2000
  • 근래 폭발적인 휴대폰 사용자의 증가와 비례한 운전 중 휴대폰 사용에 의한 교통사고 빈도 및 상해정도의 증가는 운전 중 휴대폰 사용을 새로운 주요한 교통사고의 요인으로 떠오르게 하고 있다. 이는 휴대폰 사용에 의한 운전자의 조정 및 감시, 경계 행위의 방해, 인지 및 정신적 부하의 증가에 의한 '부적합한 경계 (improper lookout)'와 '부주의 (inattention)' 상태 발생에서 유발되며, 현재 많은 국가들이 법제정을 통한 운전 중 휴대 폰 사용금지를 실행중이거나 고려하고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 현재 대부분의 국가에서 실질적 규제 대상에서 제외되어 있는 운전 중 핸드프리 휴대폰의 사용이 운전자의 부하 및 수행도에 미치는 영향을 시각분석 정신적 부하, 부가작업 수행도, 스티어링 엔트로피의 측정을 통하여 실시하였다. 실험은 일본 도시 중심부에서 실시되었으며, 결과는 부가작업의 형태에 따른 4가지의 실험상황과 시험구간의 직선부와 곡선부 (우회전) 사이의 비교분석 통하여 제시하였다. 또한, 실험설계, 적용평가방법, 및 실시과정에서의 문제점을 바탕으로 핸드폰관련 실제 도로시험을 위한 가이드라인을 제시한다.

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정리정돈용 서비스 로봇 플랫폼의 구현 연구 (A Study on Implementation of Service Robot Platform for Mess-Cleanup)

  • 김승우;김하이준
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.487-495
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    • 2012
  • In this paper, a Smart Home Service Robot, McBot II, which performs mess-cleanup function etc. in house, is designed much more optimally than other service robots. It is newly developed in much more practical system than McBot I which we had developed two years ago. One characteristic attribute of mobile platforms equipped with a set of dependent wheels is their omni- directionality and the ability to realize complex translational and rotational trajectories for agile navigation in door. An accurate coordination of steering angle and spinning rate of each wheel is necessary for a consistent motion. This paper develops trajectory controller of 3-wheels omni-directional mobile robot using fuzzy azimuth estimator. A specialized anthropomorphic robot manipulator which can be attached to the housemaid robot McBot II, is developed in this paper. This built-in type manipulator consists of both arms with 4 DOF (Degree of Freedom) each and both hands with 3 DOF each. The robotic arm is optimally designed to satisfy both the minimum mechanical size and the maximum workspace. Minimum mass and length are required for the built-in cooperated-arms system. But that makes the workspace so small. This paper proposes optimal design method to overcome the problem by using neck joint to move the arms horizontally forward/backward and waist joint to move them vertically up/down. The robotic hand, which has two fingers and a thumb, is also optimally designed in task-based concept. Finally, the good performance of the developed McBot II is confirmed through live tests of the mess-cleanup task.