• 제목/요약/키워드: 4-wheeled robot

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퍼지 모델을 이용한 이족 로봇의 동적 보행 설계 (Dynamic Walking for a Biped Robot Using Fuzzy Model)

  • 장권규;주영훈;박현빈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.481-486
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    • 2004
  • 이족 로봇은 기존의 바퀴로 움직이는 로봇에 비해 더 큰 이동성을 가지고 있다. 하지만 현실적으로는 쉽게 넘어지는 경향이 있어서, 보행 시 동적인 안정성을 확보해야 할 필요성이 있다. 이를 위해서는 다양한 지면 조건에 대해 로봇 발의 움직임과 몸체의 움직임을 일치시키고, 기구학적 해석이나 동역학적 해석을 통하여 안정성을 확보해야 한다. 하지만 그 수학적 모델이 너무 난해하다는 단점이 있다. 본 논문에서는, 이족 로봇의 동적 보행에 있어서 안정성을 확보하기 위해 퍼지 모델을 설계하고, 시뮬레이션을 실현함으로써 본 논문에서 제안된 보행 알고리즘이 실현 가능한 것임을 확인한다.

메카넘휠 기반의 전방향 이동로봇 주행성능 평가 (Mobile Performance Evaluation of Mecanum Wheeled Omni-directional Mobile Robot)

  • 주백석;성영휘
    • 한국생산제조학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.374-379
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    • 2014
  • Mobile robots with omni-directional wheels can generate instant omni-directional motion without requiring extra space to change the direction of the body. Therefore, they are capable of moving in an arbitrary direction under any orientation even in narrow aisles or tight areas. In this research, an omni-directional mobile robot based on Mecanum wheels was developed to achieve omni-directionality. A CompactRIO embedded real-time controller and C series motion and I/O modules were employed in the control system design. Ultrasonic sensors installed on the front and lateral sides were utilized to measure the distance between the mobile robot and the side wall of a workspace. Through intensive experiments, a performance evaluation of the mobile robot was conducted to confirm its feasibility for industrial purposes. Mobility, omni-directionality, climbing capacity, and tracking performance of a squared trajectory were selected as performance indices to assess the omni-directional mobile robot.

모바일 로봇의 경로 추종 제어 (Trajectory Tracking Control for A Wheeled Mobile Robot)

  • 김진환
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제46권4호
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    • pp.73-77
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    • 2009
  • 본 논문에서는 모바일 로봇의 경로 주총 제어에 관해 다룬다. 설계된 제어기는 운동학 제어기와 동역학 제어기로 구성된다. 운동학 제어기는 2개의 게인을 가짐에 따라 기존의 3개의 게인을 가지는 제어기에 비해 게인 설정에 필요한 시간을 줄일 수 있다. 동역학 제어기는 마찰력과 외란 보상을 고려하여 다양한 환경에서 경로 추종 성능을 개선시킬 수 있다. 모의실험 결과를 통해 제안된 제어기의 안정된 성능을 확인할 수 있다.

Motion Control of Two Welding Mobile Robot with Seam Tracking Sensor

  • Byuong-Oh;Jeon, Yang-Bae;Suh, Jin-Ho;Oh, Myung-Suk;Kim, Sang-bong
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제4권2호
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    • pp.30-38
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    • 2003
  • This paper proposed PID controller for torch slider and PD controller for motor right wheel. to control the motion of two-wheeled welding mobile robot with seam tracking sensor touched on welding line. The motion control is realized in the view of keeping constant welding velocity and precise seam tracking even though the target welding line is on straight line or curved line. The position and direction of the body of the mottle robot are controlled by using signal errors between seam tracking sensor and body positioning sensor attached on the end of torch slider and body side of the mobile robot, respectively. In turning motion, the body and the torch slider are controlled by using the kinematic model related with two motions of body turning and torch sliding. The straight locomotion is controlled according to eleven control patterns obtained from displacements between two sensors of the seam tracking sensor and the body positioning sensor. The effectiveness is proven through the experimental results fur lattice type welding line. Through the experimental results, we can see that the position value of the electrode end point and the welding velocity are controlled almost constantly both in straight and turning locomotion.

차륜형 이동로봇의 방향각오차를 이용한 오도메트리 정밀보정기법 (Accurate Calibration of Odometry Errors for Wheeled Mobile Robots by using Experimental Orientation Errors)

  • 정창배;정다운;정우진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.319-326
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    • 2014
  • Accurate estimation of the robot's position has an important role in autonomous navigation. Odometry is one of the most widely used techniques for mobile robot positioning. However, odometry has a well-known drawback that the position errors are accumulated when the travel distance increases. The UMBmark method is the conventional odometry calibration scheme for two wheel differential mobile robots. In the UMBmark method, the approximations for small angles are used in order to simplify the calculations. In this paper, we propose the new calibration scheme by using experimental orientation errors. Kinematic parameters can be calculated accurately without approximations by using experimental orientation errors. The numerical simulation and experimental results show that the odometry accuracy can be improved by the proposed method.

The Tele-operated Mobile Robot Kaerot/m2 for Nuclear Power Plants

  • Kim, Chang-Hoi;Seo, Yong-Chil;Cho, Jai-Wan;Kim, Seungho;Park, Young-Soo
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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    • pp.105.4-105
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    • 2002
  • The development of a teleoperated mobile robot, Kaerot/m2, has been described. Kaerot/m2 consists of three subsystems - a 4 wheeled mechanism with the dual reconfigurable crawler arms, a thermal image monitoring system , and an extendable long reach mast. The mechanical design, control system of Kaerot/m2 in terms of remote inspection operation at a high radiation level of the Calandria face environment has been shown. Kaerot/m2 is capable of detecting the degraded locations of the Calandria face in a remote manner.

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구륜 이동 로보트의 동적 모델링과 관성측정장치를 이용한 경로추적 알고리즘에 관한 연구 (A Study on Dynamic Modeling and Path Tracking Algorithms of Wheeled Mobile Robot using Inertial Measurement Units)

  • 김기열;임호;박종국
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권10호
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    • pp.64-76
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    • 1998
  • 본 논문에서 4-구륜 2-자유도 이동 로보트의 체계적인 동적 모델링과 경로설계 및 추적 알고리즘을 제안한다. 실시간에서 이동 로보트의 위치 측정을 위해 관성측정장치중의 3가지 요소를 이용한다. 이러한 장치들은 지구의 회전속도 및 중력가속도 등의 여러 요인으로 인해 초기 오차를 가진다. 그래서 초기오차 모델을 유도하고, 실제 데이터와 유도된 모델의 추정 데이터의 확률적 특성을 분석 ${\cdot}$ 비교하여 적합도를 판정하여 사용한다. 관성측정장치의 동작특성은 오차모델과 칼만 필터와 연계된 경우와 배제된 일반적인 경우와 비교한다. 모의실험 결과들은 제안된 경로설계 및 추적 알고리즘이 기존의 방식과 비교하여 보다 유용함을 입증한다.

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역진자 기구에 기반한 직립주행 가능 이동로봇용 구동 플랫폼 개발 (Development of a Moving Platform for a Upright Running Mobile Robot Based on an Inverted Pendulum Mechanism)

  • 이세한;이상용
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.570-576
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    • 2012
  • 본 논문에서는 역진자 기구와 기립 암을 이용하여 직립주행이 가능한 이동로봇용 구동 플랫폼을 개발한다. 기존에 주류를 이루고 있는 이동로봇은 4륜 혹은 3륜으로 구동되고 있으므로 그 몸체는 정역학적으로 용이하게 안정성이 확보되는 특징을 갖고 있다. 기존의 이동로봇의 형태는 평면적으로 넓적한 형태의 정사각형 혹은 직사각형 형태를 갖고 있으므로 몸체의 조향을 위해서 독립구동륜형 혹은 조향형 차륜을 장치하고 있다. 이동로봇은 협소한 지형에서 90도로 굽은 통로를 주행할 때, 전후진을 반복하는 등 특별한 조향기법을 필요로 하거나 몸체의 평면적 때문에 물리적으로 조향이 불가능한 경우에 처하게 된다. 이 때, 이동로봇은 평면적이 작은 방향 즉, 직립된 상태로 몸체의 형상을 변형시켜 해당 지형을 주행함으로써 주행곤란 문제를 회피할 수 있다. 본 연구에서는 이동로봇의 몸체를 직립시킬 수 있는 기립 암과 역진자 기구가 결합된 구동 플랫폼을 제안한다.

지지내접원을 이용한 이동 로봇의 전복 지형 검출 기법 (Tip-over Terrain Detection Method based on the Support Inscribed Circle of a Mobile Robot)

  • 이성민;박정길;박재병
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.1057-1062
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    • 2014
  • This paper proposes a tip-over detection method for a mobile robot using a support inscribed circle defined as an inscribed circle of a support polygon. A support polygon defined by the contact points between the robot and the terrain is often used to analyze the tip-over. For a robot moving on uneven terrain, if the intersection between the extended line of gravity from the robot's COG and the terrain is inside the support polygon, tip-over will not occur. On the contrary, if the intersection is outside, tip-over will occur. The terrain is detected by using an RGB-D sensor. The terrain is locally modeled as a plane, and thus the normal vector can be obtained at each point on the terrain. The support polygon and the terrain's normal vector are used to detect tip-over. However, tip-over cannot be detected in advance since the support polygon is determined depending on the orientation of the robot. Thus, the support polygon is approximated as its inscribed circle to detect the tip-over regardless of the robot's orientation. To verify the effectiveness of the proposed method, the experiments are carried out using a 4-wheeled robot, ERP-42, with the Xtion RGB-D sensor.

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.