• 대한인간공학회지
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• 제33권5호
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• pp.407-422
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• 2014

Objective: The purpose of the study is to develop quantitative usability evaluation criteria for senior-friendly autonomous transportation robot. Background: The Republic of Korea has become the most rapidly aging society, and is anticipated to enter the post-aged society in 2026. To raise the quality of life of a senior with limited mobility and to reduce the burden of caregivers, many high-tech assistive products with information technologies are developed nowadays. The senior-friendly autonomous transportation robot is one person robot vehicle to move a senior to the destination for hospitals, nursing homes or silver town complex. With built-in navigation system and environmental monitoring censors, it automatically seeks the path to the destination and avoids collision to obstacles and pedestrians on the way. Due to the early stage of the product, few usability studies in this field have been done, mostly on general service robots to assist seniors, power wheelchairs and delivery robots. ISO and KS standards for the service robots are focused on safety. Method: Based on the reference usability index, the early draft of the usability evaluation questionnaires was developed. After small group tests and interviews, the experts modified the initial draft to the Usability Evaluation Criteria for Senior-Friendly Autonomous Transportation Robot (UEC-SFATR). Result: UEC-SFATR consisted of 4 subscales - Safety, Controllability, Efficiency and Satisfaction. All of the 4 subscales of UEC-SFATR were passed the reliability criteria by 4 groups of seniors, divided by gender and familiarity of smart-devices. Conclusion: UEC-SFATR covers wider area of user experiences of the SFATR and is a good measurement tool to help both the users and developers of the robot. Application: This study provides guide to the future product development and product competitiveness evaluation by quantifying user experiences for the SFATR.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.202-207
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• 2013

본 논문은 물류 창고 내에서 화물이송을 위한 무인이송로봇을 설계 제작하고 운영기법을 제안한다. 무인이송로봇의 자율 주행을 위해서는 먼저 실시간으로 자기위치를 파악하고 목표지점까지의 경로를 추종해야 한다. 기존의 여러 방식이 제안되었지만 설치 및 유지보수에 대한 비용이 많이 들기 때문에 목적에 따라 유동적으로 작업 환경을 바꾸기는 어렵다는 단점이 있다. 무인 화물이송로봇의 리프트는 상하 운동을 통하여 수화물이 적재된 팔레트의 승하차가 가능하며, 구동 중 다양한 환경에서 여러 기능을 수행하기 위해 초음파센서, LRF센서, RFID, QR코드, 카메라를 장착하였으며, 목표지점까지 효과적으로 주행하며 화물운송을 하는 운영방법을 제안하였다. 제안한 주행 및 운영기법은 실험을 통하여 검증하였다.

• ETRI Journal
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• 제45권2호
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• pp.329-337
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• 2023

For safe last-mile autonomous robot delivery services in complex environments, rapid and accurate collision prediction and detection is vital. This study proposes a suitable neural network model that relies on multiple navigation sensors. A light detection and ranging technique is used to measure the relative distances to potential collision obstacles along the robot's path of motion, and an accelerometer is used to detect impacts. The proposed method tightly couples relative distance and acceleration time-series data in a complementary fashion to minimize errors. A long short-term memory, fully connected layer, and SoftMax function are integrated to train and classify the rapidly changing collision countermeasure state during robot motion. Simulation results show that the proposed method effectively performs collision prediction and detection for various obstacles.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권10호
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• pp.3373-3389
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• 2022

Exploration of mobile robot without prior data about environments is a fundamental problem during the SLAM processes. In this work, we propose improved version of previous Rmap algorithm by modifying its Exploration submodule. Despite the previous Rmap's performance which significantly reduces the overhead of the grid map, its exploration module costs a lot because of its rectangle following algorithm. To prevent that, we propose a new Rmap+ algorithm for autonomous path planning of mobile robot to explore an unknown environment. The algorithm bases on paired frontiers. To navigate and extend an exploration area of mobile robot, the Rmap+ utilizes the inner and outer frontiers. In each exploration round, the mobile robot using the sensor range determines the frontiers. Then robot periodically changes the range of sensor and generates inner pairs of frontiers. After calculating the length of each frontiers' and its corresponding pairs, the Rmap+ selects the goal point to navigate the robot. The experimental results represent efficiency and applicability on exploration time and distance, i.e., to complete the whole exploration, the path distance decreased from 15% to 69%, as well as the robot decreased the time consumption from 12% to 86% than previous algorithms.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.379-388
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• 2018

In this study, we propose a new approach to impliment autonomous travelling of mobile robot based on obstacle avoidance and voice command. Obstacle Avoidance technology of mobile robpot. It has been used in wide range of different robotics areas to minimize the risk of collisions. Obstacle avoidance of mobile robots are mostly applied in transportation systems such as aircraft traffic control, autonomous cars etc. Collision avoidance is a important requirement in mobile robot systems where they all featured some kind of obstacle detection techniques in order to avoid colliding. In this paper it was illustrated the reliability of voice command and obstacle avoidance for autonomous travelling of mobile robot with two wheels as the purpose of application to the manufacturing process by simulation and experiments.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.565-570
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• 2021

우리나라 농업은 고령화로 인해 인력이 부족해 생산성이 감소하고 있다. 이를 극복하기 위해 농업용 로봇 시장이 빠르게 성장하고 있으며 농업용 로봇의 원격제어와 자율주행에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 농업용 로봇의 외형 및 구조를 설계하고 구동을 위한 장치 및 제어시스템을 구현하였다. LiDAR 센서를 활용, 최적화해 자율주행을 위한 필수 기능인 객체 인식기술을 적용하였다. 이를 통해 농업에서 노동력이 가장 많이 필요한 운송작업의 인건비 절감과 더불어 생산성을 향상 시킬 수 있다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권1호
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• pp.46-52
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• 2024

The advancement of autonomous driving technology has heightened the importance of Autonomous Mobile Robotics (AMR) within smart factories. Notably, in tasks involving the transportation of heavy objects, the consideration of weight in route optimization and path planning has become crucial. There is ongoing research on local path planning, such as Dijkstra, A^*, and RRT^*, focusing on minimizing travel time and distance within smart factory warehouses. Additionally, there are ongoing simultaneous studies on route optimization, including TSP algorithms for various path explorations and on minimizing energy consumption in mobile robotics operations. However, previous studies have often overlooked the weight of the objects being transported, emphasizing only minimal travel time or distance. Therefore, this research proposes route planning that accounts for the maximum payload capacity of mobile robotics and offers load-optimized path planning for multi-destination transportation. Considering the load, a genetic algorithm with the objectives of minimizing both travel time and distance, as well as energy consumption is employed. This approach is expected to enhance the efficiency of mobility within smart factories.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.809-811
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• 2022

최근 온라인 유통의 약진 속에서 대표적인 오프라인 유통인 백화점 채널이 예전에 비해 경쟁력이 약화 되었다는 평가를 받고 있다. 이는 유통채널로서의 경쟁력이 약화 된 것이지, 복합 문화 센터의 경쟁력은 나날이 느는 추세다. 길이 복잡한 백화점에서 비대면 방식으로 시설 안내 및 길 찾기 동행, 사용자 나이 및 성별에 따른 매장 추천, 고객 센터 연결 등을 고객에게 제공하는 가이드 로봇을 통하여 경쟁력을 키우고자 해당 서비스를 제안한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1216-1221
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• 2022

선박은 화물 운송의 효율을 증대시키기 위해 대형화되는 추세이다. 선박 대형화는 선박 작업자의 이동시간 증가, 업무 강도 증가 및 작업 효율 저하 등으로 이어진다. 작업 업무 강도 증가 등의 문제는 젊은 세대의 고강도 노동 기피 현상과 맞물러 젊은 세대의 노동력 유입을 감소시키고 있다. 또한 급속한 인구 노령화도 젊은 세대의 노동력 유입 감소와 복합적으로 작용하면서 해양산업 분야의 인력 부족 문제는 극심해지는 추세이다. 해양산업 분야는 인력 부족 문제를 극복하기 위해 지능형 생산설계 플랫폼, 스마트 생산 운영관리 시스템 등의 기술을 도입하고 있으며, 스마트 자율물류 시스템도 이러한 기술 중의 하나이다. 스마트 자율물류 시스템은 각종 물품들을 지능형 이동로봇을 활용하여 전달하는 기술로서 라이다, 카메라 등의 센서를 활용해 로봇 스스로 주행이 가능하도록 하는 것이다. 이에 본 논문에서는 이동로봇이 선박 갑판의 통행로를 감지하여 stop sign이 있는 곳까지 자율적으로 주행할 수 있는지를 확인하였다. 자율주행은 Nvidia의 End-to-end learning을 통해 학습한 데이터를 기반으로, 이동로봇에 장착된 카메라를 통해 선박 갑판의 통행로를 감지하여 수행하였다. 이동로봇의 정지는 SSD MobileNetV2를 이용하여 stop sign을 확인하여 수행하였다. 실험은 약 70m 거리의 선박 갑판 통행로를 이동로봇이 이탈 없이 주행 후 stop sign을 확인하여 정지하는지를 5회 반복 실험하였으며, 실험 결과 경로이탈 없이 주행하는 결과를 얻을 수 있었다. 이 결과를 적용한 스마트 자율물류 시스템이 산업현장에 적용된다면 작업자가 작업 시 안정성, 노동력 감소, 작업 효율이 향상될 것으로 사료된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.362-370
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• 2021

본 논문에서는 휠체어 사용자의 이동권 확보를 위한 계단 승강 로봇 개발에 있어 ToF센서 및 IMU의 데이터를 기반으로 자율 계단 승강 기법을 제시하였다. 자율 계단 계단 승강 기법은 랜딩기어 동작 시점을 위치로 구분하고 상태 머신을 활용하여 제어하였다. 본 연구에서 제시한 이론의 검증을 위해 표준 기준의 모형 계단을 제작하여 실험하였다. 진입각 확보 실험을 통해 랜딩기어의 동작 길이 평균 오차는 2.19%, Pitching 기준 진입각 평균 오차는 2.78%로 부드러운 진입을 확인하였고, 자율 계단 승강 기법의 단계 구분 및 상태 전이를 검증하였다. 제안된 기법의 실적용 시 교통약자들의 이동제약을 줄일 수 있을 것이고, 이동권 보장을 통한 자립심의 고취가 기대된다.