Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.13
no.2
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pp.180-185
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2003
This paper proposes an intelligent navigation algorithm for multiple mobile robots under unknown dynamic environment. The proposed algorithm consists of three basic parts as follows. The first part based on the fuzzy rule generates the turning angle and moving distance of the robot for goal approach without obstacles. In the second part, using both fuzzy and neural network, the angle and distance of the robot to avoid collision with dynamic and static obstacles are obtained. The final adjustment of the weighting factor based on fuzzy rule for moving and avoiding distance of the robots is provided in the third stage. The experiments which demonstrate the performance of the proposed intelligent controller is described.
For safe remote control, information on remote environment has to be delivered to operator realistically, and there have been numerous research efforts on this respect. Among them, haptic technology can significantly enhance safety and overall effectiveness of remote operation by delivering various kinds of information on virtual or real environment to operator. In this study, remote control based on haptic feedback is applied to control of mobile robot moving according to the command from operator avoiding collision with environmental obstacles and maintaining safe distance from them using ultrasonic sensors. Specifically, a remote feedback control structure for mobile robot is proposed. The controller is based on the inner feedback loop that directly utilizes information on distance to obstacles, and the outer feedback loop that the operator directly commands using the haptic device on which the computed reaction force based on the distance information is acting. Effectiveness of the proposed remote control scheme using double feedback loops is verified through a series of experiments on mobile robot.
A fuzzy logic based mobile robot navigation system was developed to improve the driving ability without trapping inside obstacles in complex terrains, which is one of the most concerns in robot navigation in unknown terrains. The navigation system utilizes the data from ultrasonic sensors to recognize the distances from obstacles and the position information from a GPS sensor. The fuzzy navigation system has two groups of behavior rules, and the robot chooses one of them based on the information from sensors while navigating for the targets. In plain terrains the robot with the proposed algorithm uses one rule group consisting of behavior rules for avoiding obstacle, target steering, and following edge of obstacle. Once trap is detected the robot uses the other rule group consisting of behavior rules strengthened for following edge of obstacle. The output signals from navigation system control the speed of two wheels of the robot through the fuzzy logic data process. The test was conducted in the Matlab based mobile robot simulator developed in this study, and the results show that escaping ability from obstacle is improved.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.18
no.10
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pp.928-933
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2012
In this paper, the IR and compass sensors for the underwater system were used. The walls of the water tank have been recognized and avoided treating the walls as obstacles by the bio-mimetic underwater robot. This paper is consists of two parts: 1.The hardware part for the IR and compass sensors and 2.The software part for obstacle avoidance algorithm while the bio-mimetic robot is swimming with the obstacle recognition. Firstly, the hardware part controls through the RS-485 communications between a microcontroller and the bio-mimetic underwater robot. The software part is simulated for obstacle recognition and collision avoidance based upon the data from IR and compass sensors. Actually, the bio-mimetic underwater robot recognizes where is the obstacle as well as where is the bio-mimetic robot itself while it is moving in the water. While the underwater robot is moving at a constant speed recognizing the wall of water tank as an obstacle, an obstacle avoidance algorithm is applied for the wall following swimming based upon the IR and compass sensor data. As the results of this research, it is concluded that the bio-mimetic underwater robot can follow the wall of the water tank efficiently, while it is avoiding collision to the wall.
Autonomous guided robot navigation which consists of following unknown paths and avoiding unknown obstacles has been a fundamental technique for unmanned robots in outdoor environments. The unknown path following requires techniques such as path recognition, path planning, and robot pose estimation. In this paper, we propose a novel sensor fusion system for autonomous guided robot navigation in outdoor environments. The proposed system consists of three monocular cameras and an array of nine infrared range sensors. The two cameras equipped on the robot's right and left sides are used to recognize unknown paths and estimate relative robot pose on these paths through bayesian sensor fusion method, and the other camera equipped at the front of the robot is used to recognize abrupt curves and unknown obstacles. The infrared range sensor array is used to improve the robustness of obstacle avoidance. The forward camera and the infrared range sensor array are fused through rule-based method for obstacle avoidance. Experiments in outdoor environments show the mobile robot with the proposed sensor fusion system performed successfully real-time autonomous guided navigation.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.61
no.2
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pp.106-114
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2024
In the 21st century, the rapid development of automation and artificial intelligence technologies is driving innovative changes in various industrial sectors. In the transportation industry, this is evident with the commercialization of autonomous vehicles. Moreover research into autonomous navigation technologies is actively underway in the aviation and maritime sectors. Consequently, for the practical implementation of autonomous ships, an effective collision avoidance algorithm has become a crucial element. Therefore, this study proposes a collision avoidance algorithm based on the Obstacle Zone by Target(OZT), which visually represents areas with a high likelihood of collisions with other ships or obstacles. The A-star algorithm was utilized to represent obstacles on a grid and assess collision risks. Subsequently, a collision avoidance algorithm was developed that performs fuzzy control based on calculated waypoints, allowing the vessel to return to its original course after avoiding the collision. Finally, the validity of the proposed algorithm was verified through collision avoidance simulations in various encounter scenarios.
Path-planning, a critical component of mobile robot navigation, comprises both local and global planning. Previous studies primarily focused on enhancing the individual performance of these planners, avoiding obstacles, and computing an optimal global path from a starting position to a target position. In this study, we introduce a practical path-planning framework that employs a target planner to bridge the local and global planners; this enables mobile robots to navigate seamlessly and efficiently toward a global target position. The proposed target planner assesses the visibility of waypoints along the global path, and it selects a reachable navigation target, which can then be used to generate efficient control commands for the local planners. A visibility-based target planner can handle situations, wherein the current, target waypoint is occupied by unknown obstacles. Real-world experiments demonstrated that the proposed pathplanning framework with the visibility-based target planner allowed the robot to navigate to the final target position along a more efficient path than the framework without a target planner.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2010.10a
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pp.701-704
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2010
In studying an autonomous navigation technique of UUV(Unmaned Underwater Vehicle), one of the many fundamental techniques is to plan a 3D path to complete the mission via realtime information received by sonar showing landscapes and obstacles. The simulation system is necessary to verify the algorithm in researching and developing 3D path planning of UUV. It is because 3D path planning of UUV should consider guide control, the dynamics, ocean environment, and search sonar models on the basis of obstacle avoidance technique. The simulation system developed in this paper visualizes the UUV's movement of avoiding obstacles, arriving at the goal position via waypoints by using C++ and OpenGL. Plus, it enables the user to setup the various underwater environment and obstacles by a user interface. It also provides a generalization that can verify path planning algorithm of UUV studied in any developing environment.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.25
no.3
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pp.377-383
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2021
Recently, in accordance with the 4th industrial revolution, The use of autonomous mobile robots for flexible logistics transfer is increasing in factories, the warehouses and the service areas, etc. In large factories, many manual work is required to use Simultaneous Localization and Mapping(SLAM), so the need for the improved mobile robot autonomous driving is emerging. Accordingly, in this paper, an algorithm for mapless navigation that travels in an optimal path avoiding fixed or moving obstacles is proposed. For mapless navigation, the robot is trained to avoid fixed or moving obstacles through Deep Q Network (DQN) and accuracy 90% and 93% are obtained for two types of obstacle avoidance, respectively. In addition, DQN requires a lot of learning time to meet the required performance before use. To shorten this, the target size change algorithm is proposed and confirmed the reduced learning time and performance of obstacle avoidance through simulation.
In this paper, we deal with a novel path planning algorithm to find collision-free path for a moving robot to find an appropriate path from initial position to goal position. The robot should make progress by avoiding obstacles located at unknown position. Such problem is called the path planning. We propose so called the subgoal generation algorithm to find an effective collision-free path. The generation and selection of the subgoal are the key point of this algorithm. Several subgoals, if necessary, are generated by analyzing the map information. The subgoal is the candidate for the final path to be pass through. Then selection algorithm is executed to choose appropriate subgoal to construct a correct path. Deep and through explanations are given for the proposed algorithm. Simulation example is given to show the effectiveness of the proposed algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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