• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2009년도 정보 및 제어 심포지움 논문집
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• pp.109-111
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• 2009

In this paper, we discuss how to design 2-wheeled mobile robot hard wares as reasonable and practical as possible. A segway type mobile robot consists of 2 wheels only, placed in parallel rather than horizon. 2-wheeled mobile robots make you overcome high cost and time consuming maintenance procedures of the robot by reducing the number of robot hardwares. The most challenging thing in a 2-wheeled mobile robot that has many more valid virtues than the traditional mobile robots is to make it balance itself whenever it stands still or goes forward. But balancing itself is not an easy matter and there are many researches and experiments on this issue. When researchers test theories on 2-wheeled mobile robots to improve its self balancing performance, they should consider how to design hard wares of that mobile robot. No matter how great those new theories are, if a testbed for those theories is not suitable, performance output would be poor and meaningless. In this point of view, to design a proper 2-wheeled mobile robot as a testbed is a very important issue with development of new theories. So we define 4 guide lines to design segway type mobile robots reasonably; about motor, battery, and MCU selection and shock-proof design with robust motor setting.

• 전기학회논문지P
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• 제53권4호
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• pp.201-204
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• 2004

In this paper, a direct adaptive tracking controller based Lyapunov method is designed for a wheeled mobile robots. A wheeled mobile robots have three degrees of freedom and two control variables. Therefore, it is difficult to control a mobile robot using the general linear control. We introduce two kinds of Lyapunov function for the design of the controller and verify the controller. A mobile robots using the designed adaptive direct tracking controller is well-behaved and is easily implemented.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.304-309
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• 2014

본 논문에서는 허리 구조를 갖는 복합 바퀴-다리 이동형 로봇의 설계 방법을 제안한다. 제안된 복합 이동형 로봇은 비평탄 및 평탄 지형에서의 효과적인 이동을 위하여 로봇의 다리에 바퀴가 결합된 복합 바퀴-다리 구조와 로봇 주행 중 보행 자세로의 안정적인 전환과 비평탄 지형에서 기구적인 제한의 개선을 위하여 허리 관절을 갖는 구조로 설계하였다. 또한 다양한 지형을 인지하기 위하여 LRF센서, PSD센서, CCD 카메라를 사용하였다. 제안한 로봇 시스템의 검증을 위해 지형별 주행과 보행 자세를 선택할 수 있는 운동 계획 기법을 제안하였다. 실제 복합 바퀴-다리 이동형 로봇을 설계 및 제작하고, 제안된 운동계획을 사용한 실험을 통해 지형에 따른 효율적인 이동 성능을 검증하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권4호통권316호
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• pp.35-41
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• 2007

본 논문에서는 한 바퀴로 구동하는 로봇 GYROBO을 제작하고 하드웨어를 구현하였다. 한 바퀴로 구동하는 로봇은 디스크와 같은 모양이고 자이로 움직임에 의해 균형을 잡는다. GYROBO는 스핀 모터, 기울기 모터, 그리고 드라이브 모터 등 3개의 구동기로 구성되어 있다. 스핀 모터는 고속으로 플라이휠을 구동하여 로봇이 균형을 잡을 수 있도록 한다. 딜트 로터는 자이로 움직임에 따라 로봇의 조향을 조절한다. 드라이브모터는 종방향 움직임을 조정한다. 몇 개의 모델을 디자인하였다. GYROBO의 움직임을 실험을 통해 검증하였다.

• 전자공학회논문지B
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• 제33B권4호
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• pp.1-10
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• 1996

In this paper are presented kinematic and dynamic modeling and path-tracking of fourwhelled mobile robot with 2 d.o.f. having the limited drivetorques. Controllability of wheeled-mobile robot is revealed by using the kinematic model. Instantaneously coincident coordinate cystem, force/torques generated by inverse dynamics exceed the limitation, we make wheeled-mobile robot follow the reference path by modifying the planned reference trajectory with time-scaling. The controller is introduced to compensate for error owing to modeling uncertainty and measurement noise. And simulation results prove that method proposed by this paper is efficient.

• 로봇학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.349-358
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• 2010

We presents a dynamic modeling of 4-wheel 2-DOF. WMR. The classic dynamic model utilizes a greatly simplified wheel motion representation and using of a simplified dynamic model confronts with a problem for accurate position control of wheeled mobile robot. In this paper, we treats the dynamic model for describes relationship between the wheel actuator force/torque and WMR motion through the use of Newton's equilibrium laws. To calculate the WMR position in real time, we introduced the Dead-Reckoning algorithms and the simulation result show that the proposed dynamic model is useful. We can be easily extend the proposed WMR model to mobile robot of similar type and this type of methodology is useful to analyze, design and control any kinds of rolling robots.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.21-27
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• 2022

전통적인 자동차 또는 전통적인 두 바퀴형 차동 구동 로봇은 기구적인 구조 때문에 이동 동작에 제한이 있을 수밖에 없다. 자동차 산업에서 내연기관 자동차가 전기차로 빠르게 전환되면서 자동차에 로봇 공학 기술의 적용이 활발하게 모색되고 있다. 로봇 공학 분야에서는 이동체의 자세를 변화시키지 않고도 다양한 방향으로 이동할 수 있는 전방향 이동로봇에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으며 주목할 만한 연구 결과들도 많다. 하지만 대부분의 연구에서 이와 같은 전방향 이동을 구현하기 위해서는 메카넘휠 등과 같은 특수한 형태의 바퀴를 사용해야 하는 제한점이 있다. 우리는 전방향 이동을 위한 특수한 바퀴를 사용하지 않고도 전방향성을 구현할 수 있는 두 바퀴를 갖는 모듈형 로봇을 제안하였었다. 본 논문에서는 모듈형 로봇 2대를 전후로 결합하여 네 바퀴를 갖는 전방향 이동로봇을 새로이 제안하였다. 제안된 로봇은 차동 구동 방식의 이동로봇으로 전자브레이크를 사용하여 바퀴부와 로봇 몸체부를 선택적으로 분리, 결합하는 방식을 사용하며 두 개의 절대치형 엔코더와 네 개의 증분형 엔코더를 사용하여 로봇 바퀴부의 위치와 로봇 바퀴의 속도를 제어한다. 제안된 로봇은 일반적인 타이어 바퀴를 채택하고도 전방향 이동이 가능하다. 로봇을 실 제작하여 대각선 궤적과 정사각형 궤적에서의 주행 실험을 통하여 제안된 로봇의 유용성과 안정성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.1418-1423
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• 2004

관절형 로봇은 바퀴구동로봇에 비해 인간과 비슷한 형태를 갖추고 있어 친화성이 높고 관절로 인하여 자유도가 높으며 접지점을 임의로 설정할 수 있다. 또한 접지위치와 본체와의 상대위치를 자유로이 설정할 수 있으며 관절을 매니플레이터로서 사용할 수도 있는 장점을 가지고 있다. 이에 반해 많은 자유도를 가지고 있어 기구가 복잡하고 이동속도가 바퀴구동로봇에 비해 늦으며 이동시 진동이 일어나기 쉽고 로봇이 넘어지지 않도록 하는 특별한 제어가 필요하게 된다. 많은 생물들의 기본다리인 4족형 구조는 동적안정을 유지하면서 이동을 계속할 수 있고, 또 보행중에도 기구적으로 쓰러짐을 회피할 수 있는 완전보행을 실현하는 최소한의 관절수로 구성되어 있는 보행형태이다. 이러한 보행실험을 위해 4족 보행로봇인 TITAN-VIII을 이용하여 Trot 보행 알고리즘을 연구하여 보행 실험을 행하였다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제4권4호
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• pp.486-494
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• 2006

In this paper, we present the complete isotropy analysis of a caster wheeled omnidirectional mobile robot (COMR) with nonredundant/redundant actuation. It is desirable for robust motion control to keep a COMR close to the isotropy but away from the singularity as much as possible. First, with the characteristic length introduced, the kinematic model of a COMR is obtained based on the orthogonal decomposition of the wheel velocities. Second, a general form of the isotropy conditions of a COMR is given in terms of physically meaningful vector quantities which specify the wheel configuration. Third, for all possible nonredundant and redundant actuation sets, the algebraic expressions of the isotropy conditions are derived so as to identify the isotropic configurations of a COMR. Fourth, the number of the isotropic configurations, the isotropic characteristic length, and the optimal initial configuration are discussed.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.119-127
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• 2021

The aim of this paper is to propose a less conservative stabilization condition for leader-following sampled-data control of wheeled mobile robot (WMR) systems by using a clock-dependent Lyapunov function (CDLF) with looped functionals. In the leader-following WMR system, the state and input of the leader robot are measured by digital devices mounted on the following robot, and they are utilized to construct the sampled-data controller of the following robot. To design the sampled-data controller, a stabilization condition is derived by using the CDLF with looped functionals, and formulated in terms of sum of squares (SOS). The considered Lyapunov function is a polynomial form with respect to the clock related to the transmitted sampling instants. As the degree of the Lyapunov function increases, the stabilization condition becomes less conservative. This ensures that the designed controller is able to stabilize the system with a larger maximum sampling interval. The simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.