• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제17권4호
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• pp.72-79
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• 2020

To ensure the safety of Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) or autonomous vehicles, it is important to recognize the vehicle position, and specifically, the increased accuracy of the lateral position of the vehicle is required. In recent years, the quality of GPS signals has improved a lot and the price has decreased significantly, but extreme urban environments such as tunnels still pose a critical challenge. In this study, we proposed stable and precise lane recognition and tracking methods to solve these two issues via fusion of AVM images and vehicle sensor data using an extended Kalman filter. In addition, the vehicle's lateral position recognition and the abnormal state of RTK GPS were determined using this approach. The proposed method was validated via actual vehicle experiments in urban areas reporting multipath and signal disconnections.

• ETRI Journal
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• 제45권3호
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• pp.479-491
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• 2023

The automation of agricultural machines is an irreversible trend considering the demand for improved productivity and lack of labor in handling agricultural tasks. Unstructured working environments and weather often inhibit a seemingly simple task from being fully autonomously performed. In this context, we propose a remote driving system (RDS) to aid agricultural machines designed to operate autonomously. Particularly, we modify a commercial speed sprayer for orchard environments into a robotic speed sprayer to evaluate the proposed RDS's usability and test three sensor configurations in terms of human performance. Furthermore, we propose a confidence error ellipsebased task performance measure to evaluate human performance. In addition, we present field experimental results describing how the sensor configurations affect human performance. We find that a combination of a semiautonomous line tracking device and a wide-angle camera is the most effective for spraying. Finally, we discuss how to improve the proposed RDS in terms of usability and obtain a more accurate measure of human performance.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제20권1호
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• pp.174-192
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• 2021

카메라나 레이더에 비해 높은 인지 성능을 제공하는 라이다 센서는 높은 가격으로 의해 ADAS나 자율주행에 적용되기 어려웠으나, 최근 가격이 빠르게 낮아지고 있어 라이다를 활용한 기존 자율주행 기능 개선에 관한 기대가 높아지고 있다. 레벨3 자율주행자동차의 경우, 센서의 결함 또는 한계 등 인지시스템에 위험한 상황이 발생했을 때 운전자에게 수동모드로의 제어권 전환을 요청하며, 만약 이러한 요청에도 운전자가 반응하지 않을 경우 MRM 즉 최소위험기동을 구현하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 배경을 바탕으로 인지 시스템에서 생기는 위험으로 인해 LKS의 정상작동이 힘든 경우에 대한, 라이다 기반의 MRM 알고리즘을 개발하였다. 본 논문의 LKS MRM 기술은 라이다에서 수집된 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 객체 군집화를 통해 전방에 있는 차량의 이동 경로를 생성하고, 이를 자차량의 목표 경로점으로 변환하여, 카메라 기반의 LKS가 정상 작동을 할 수 없는 경우 라이다 기반의 경로 추종제어를 통해 최소위험기동을 수행한다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 HAZOP 기법을 사용하여 위험원을 식별하였고 이를 바탕으로 검증용 시나리오 3가지를 도출하여, 뵨 연구에서 구축한 시뮬레이션 환경에서 알고리즘 검증을 수행하였다. 그 결과 본 연구에서 제안한 라이다 기반 LKS MRM 알고리즘이 여러 가능한 인지시스템의 위험 상황에 대해 차선이탈을 방지하고 이를 통해 교통사고를 방지하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권9호
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• pp.3037-3047
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• 2000

본 논문에서는 커러영상처리로 차량 후면에 위치하고 붉은색을 띄는 미등과 브레이크등을 이용하여 저속주행환경에서 근거리 전방차량을 추적하는 방법에 대해 설명한다. HSV 컬러모델로 변환된 컬러영상에서 미등과 브레이크등의 컬러특징을 이용하여 후보영역을 분할한 후, 미등과 브레이크등 패턴의 기하학적 특징과 위치적 특징을 이용하여 한 쌍의 미등 혹은 브레이크등을 탐지한다. 탐지된 등의 위치를 이용하여 전방차량의 위치를 측정하고 연속적으로 추적한다. 또한, 등 영역내의 HSV 컬러요소 변화를 측정하여 전방차량의 브레이크 사용여부를 판단한다. 도심지의 도로영상을 이용한 실험에서 성공적으로 근거리 전방차량을 추적할 수 있었으며, 주간보다 야간에서 효과적으로 적용될 수 있었다. 또한 본 알고리즘이 구현된 컬러비전시스템을 무인자동차 KAV-III(Korea Autonomous Vehicle-III)에 탑재하여 야간에 자동으로 전방차량을 15km/h의 속도로 따라갈 수 있는 결과를 얻었다. 이 방법은 도심지에서 가다서다를 반복하는 저속주행환경에서 차량 스스로 운전하여 운전자의 부담을 줄일 수 있는 LSA(Low Speed Automation)시스템 개발에 적용될 수 있을 것이다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권9호
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• pp.776-787
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• 2002

Automation of welding process in shipyards is ultimately necessary, since the welding site is spatially enclosed by floors and girders, and therefore welding operators are exposed to hostile working conditions. To solve this problem, a welding mobile robot that can navigate autonomously within the enclosure has been developed. To achieve the welding task in the closed space, the robotic welding system needs a sensor system for the working environment recognition and the weld seam tracking, and a specially designed environment recognition strategy. In this paper, a three-dimensional laser vision system is developed based on the optical triangulation technology in order to provide robots with 3D work environmental map. Using this sensor system, a spatial filter based on neural network technology is designed for extracting the center of laser stripe, and evaluated in various situations. An environment modeling algorithm structure is proposed and tested, which is composed of the laser scanning module for 3D voxel modeling and the plane reconstruction module for mobile robot localization. Finally, an environmental recognition strategy for welding mobile robot is developed in order to recognize the work environments efficiently. The design of the sensor system, the algorithm for sensing the partially structured environment with plane segments, and the recognition strategy and tactics for sensing the work environment are described and discussed with a series of experiments in detail.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.41-47
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• 2005

현재 240여기의 상업용 정지궤도 통신위성이 운용 중에 있지만, GPS 등의 위치항법 위성의 고도보다 높을 뿐만 아니라 나쁜 가시성으로 인하여 중궤도 위치항법시스템을 사용할 수 없으므로 반드시 지상관제소에 의해 추적되어야 한다. 또한 지상관제소에서 관측할 경우 정지궤도 위성은 거의 움직이지 않는 것처럼 보이기 때문에 수 미터급의 정지궤도위성의 위치결정 정밀도를 높이기 위해서 충분히 멀리 떨어진 2곳 이상의 추적안테나를 사용하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 정지궤도 위성의 궤도결정과 자동운용을 위해서 정지궤도 고도보다 높은 2일 주기의 원형궤도를 사용하는 GSPS(Geostationary Satellite Positioning System)을 제안하였다. GSPS는 지상추적소에서 정밀하게 위치가 결정된 자기 자신의 위치정보 및 시각정보, 보정데이터와 정지궤도 위성의 운용을 위한 명령을 GSPS 위성에 전송하여 정지궤도위성에 위치정보를 제공하는 기능을 한다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권7호
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• pp.999-1010
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• 2003

Uninterrupted power supply has become indispensable during the maintenance task of active electric power lines as a result of today's highly information-oriented society and increasing demand of electric utilities. This maintenance task has the risk of electric shock and the danger of falling from high place. Therefore it is necessary to realize an autonomous robot system using electro-hydraulic manipulators because hydraulic manipulators have the advantage of electric insulation and power/mass density. Meanwhile an electro-hydraulic manipulator using hydraulic actuators has many nonlinear elements, and its parameter fluctuations are greater than those of an electrically driven manipulator. So it is relatively difficult to realize not only stable contact work but also accurate force control for the autonomous assembly tasks using hydraulic manipulators. In this paper, the robust force control of a 6-link electro-hydraulic manipulator system used in the real maintenance task of active electric lines is examined in detail. A nominal model for the system is obtained from experimental frequency responses of the system, and the deviation of the manipulator system from the nominal model is derived by a multiplicative uncertainty. Robust disturbance observers for force control are designed using this information in an H$\_$$\infty$/ framework, and implemented on the two different setups. Experimental results show that highly robust force tracking by a 6-link electro-hydraulic manipulator could be achieved even if the stiffness of environment and the shape of wall change.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.470-477
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• 2009

자기 자신의 형태를 변형하거나 물리적인 결합으로 재구성하여 새로운 환경에 적응하는 모듈형 자가 결합 로봇은 많은 연구가 필요한 분야이다. 본 논문에서는 물리적으로 결합 가능한 모듈형 로봇을 위한 영상기반의 자가 결합 제어기를 제안한다. 먼저 실시간 영상처리가 가능한 모듈형 로봇 플랫폼을 설계하고, 컬러기반 물체 인식 방법을 구현하였다. 모듈형 로봇은 자가 결합을 위해 결합될 로봇 근처의 부목표점까지 장애물들을 회피하면서 주행해 가야 한다. 본 논문에서는 부 목표점의 추적을 위하여 영상처리를 통해 얻은 거리와 방향각 정보들을 사용한 퍼지 주행 제어기와 장애물 회피를 위한 퍼지 제어기를 제안하고, 제안된 퍼지 제어기들과 로봇의 절대 거리 및 방향각 정보를 사용하여 모듈형 로봇을 위한 자가 결합제어기를 구현하였다. 실제 제작된 두 대의 모듈형 로봇을 사용하여 다양한 환경에서 로봇간 거리와 방향각이 다른 상황에서 실험을 수행하여 제안된 자가 결합 제어 방법의 성능을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권5호
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• pp.551-557
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• 2014

본 논문은 작업 시 농업용 트랙터의 운전지원을 위한 강인한 횡방향 제어기를 제안하고자 한다. 자동차와 달리 트랙터의 조향 방식은 유압실린더를 이용함으로써 상대적으로 큰 시간지연을 가지고 있으며 작업 시 지면 환경도 일반 도로와는 다르다. 조향 액추에이터 모델을 포함하는 기구학적 트랙터 모델을 기반으로 동적 표면 제어라는 비선형 제어기법을 적용하여 조향 액추에이터의 시간지연 및 노면 경사의 변화에 강인한 횡방향 제어기를 설계한다. 마지막으로 상용 트랙터 시뮬레이터를 이용하여 마찰 계수가 일정한 주어진 노면 상태에서 조향 액추에이터의 시간 지연 변경이나 오르막 또는 내리막과 같은 지형 조건 변화에 대한 횡방향 제어기의 성능 및 강인성을 검증한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.141-144
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• 2006

The deviations in the injection orbital parameters, resulting from launcher dispersions, need to be estimated and used for autonomous satellite operations. For the proposed small satellite mission of the university there will be two GPS receivers onboard the satellite to provide the instantaneous orbital state to the onboard data handling system. In order to meet the power requirements, the satellite will be sun-tracking whenever there is no imaging operation. For imaging activities, the satellite will be maneuvered to nadir-pointing mode. Due to such different modes of orientation the geometry for the GPS receivers will not be favorable at all times and there will be instances of poor geometry resulting in no output from the GPS receivers. Onboard the satellite, the orbital information should be continuously available for autonomous switching on/off of various subsystems. The paper presents the strategies to make use of small arcs of data from GPS receivers to compute the mean orbital parameters and use the updated orbital parameters to calculate the position and velocity whenever the same is not available from GPS receiver. Thus the navigation message from the GPS receiver, namely the position vector in Earth-Centered-Earth-Fixed (ECEF) frame, is used as measurements. As for estimation, two techniques - (1) batch least squares method, and (2) Kalman Filter method are used for orbit estimation (in real time). The performance of the onboard orbit estimation has been assessed based on hardware based multi-channel GPS Signal simulator. The results indicate good converge even with short arcs of data as the GPS navigation data are generally very accurate and the data rate is also fast (typically 1Hz).