This paper presents how it is effective to use many features for improving the speed and the accuracy of the visual servo systems. Some rank conditions which relate the image Jacobian and the control performance are derived. It is also proven that the accuracy is improved by increasing the number of features. Effectiveness of the redundant features is evaluated by the smallest singular value of the image Jacobian which is closely related to the accuracy with respect to the world coordinate system. Usefulness of the redundant features is verified by the real time experiments on a Dual-Arm Robot manipulator made in Samsung Electronic Co. Ltd.
In this paper, fuzzy logic controllers are designed for compensation of distance errors. Because we can't know information of the depth in a mono camera, these errors are occurred. Also, they are increased as a target object is to keep away from a center of image. Therefore, the errors for each position of joints of an arm robot should be modeled, but accurate models can't be obtained because of no information of the depth, uncertain feature points of image, parameter uncertainties, and illumination. Hence, fuzzy logic controllers for each error are designed for compensation. This paper consists of color image processing, error modeling, and the controller design. Experimental results are given to verify the effectiveness of our proposed method.
본 논문에서는 특징점 기반 시각 구동 제어 시스템을 이용하여 파라미터 불확실성을 가지는 로봇 매니플레이터에 대한 강인 제어기를 제안한다. 시스템 내부 서부 루틴인 동력학 제어부에 적분 작용을 포함시켜 파라미터 변동에 의한 로봇 매니플레이터의 정상 상태 오차를 개선하기 위하여 시스템 내부 서부 루틴인 동력학 제어부에 적분 작용을 포함되도록 하였다. 이적분 작용은 이미지 평면상의 특징점 추정 오차도 개선시킨다. 폐루프 시스템의 안정도는 Lyapunov 기법에 의하여 해석한다. 5링크 2 자유도의 로봇에 적용한 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제안된 제어기법의 실용성을 보인다. .
본 논문에서는 컨버전스 시대에 새로운 비즈니스 기회를 창출하기 위하여 고령화 사회에 대응하기 위한 로봇사업의 비즈니스 모델을 개발하고자 한다. 컨버전스 사회와 고령화 사회의 마켓 동인을 확인하기 위하여, 이들의 트렌드를 분석한다. 마켓의 가치사슬의 구성과 분석을 통하여 본 연구에서는 유비쿼터스, 헬스 그리고 로봇이 통합된 컨버전스 서비스 형태의 u-health 로봇에 초점을 맞추어 비즈니스 모델을 설계한다. 추가적으로 기술개발과 마켓을 축으로 제안된 비즈니스 모델의 진화 경로에 대하여 기술한다 마지막으로 제안된 비즈니스 모델의 효과성을 측정하고 평가하기 위한 매트릭스 기반의 평가 프레임워크를 개발한다.
CMAC 신경망은 지역적 구조로 비선형제어에 적용 시 좋은 성능을 보이는 것이 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 CMAC 신경망 외란관측기와 제어기를 제안하고 이를 유연관절 로봇의 강인 추적제어에 적용하도록 한다. 이때 CMAC 신경망 외란관측기는 기계시스템에서 발생하는 파라미터의 불확실성과 외부 외란을 상쇄하는 역할을 한다. 컴퓨터 모의 실험을 통하여 본 논문에서 제안한 CMAC 외란관측기를 유연관절 로봇의 제어에 적용하고 그 성능을 확인하도록 한다.
In this paper, implementation of obstacle avoidance of a nonholonomic mobile robot in unstructured environment is introduced. To avoid obstacles, first, a reference collision-free path for the MR is generated off-line using HJB-based optimal path planning method. A controller is designed using integrator backstepping method for tracking the generated reference path. To implement the designed controller, a control system are needed and composed of camera system and PIC-based controller. The workspace is observed by a ceiling-mounted USB camera as part of an un-calibrated camera system. Thus the positional information of the MR is updated frequently and the MR can get the useful inputs for its tracking controller. The whole control system is realized by integrating a computer with PIC-based microprocessor using wireless communication: the image processing control module and path planning module serve as high level computer control while the device control serves as low level PIC microprocessor control. The simulation and experimental results show the effectiveness of the designed control system.
Passive dynamic walking exhibits humanoid and energy efficient gaits. However, optimal design of passive walker at multi-variable level is not well studied yet. This paper presents a Chaotic Particle Swarm Optimization (CPSO) algorithm and applies it to the optimal design of flexible passive walker. Hip torsional stiffness and damping were incorporated into flexible biped walker, to imitate passive elastic mechanisms utilized in human locomotion. Hybrid dynamics were developed to model passive walking, and period-one gait was gained. The parameters global searching scopes were gained after investigating the influences of structural parameters on passive gait. CPSO were utilized to optimize the flexible passive walker. To improve the performance of PSO, multi-scroll Jerk chaotic system was used to generate pseudorandom sequences, and chaotic disturbance would be triggered if the swarm is trapped into local optimum. The effectiveness of CPSO is verified by comparisons with standard PSO and two typical chaotic PSO methods. Numerical simulations show that better fitness value of optimal design could be gained by CPSO presented. The proposed CPSO would be useful to design biped robot prototype.
Micromanipulator is a device that manipulates an object with high precision. Generally, a parallel-type robot has inherently higher precision than a serial-type robot. In most cases, the use of flexure hinge mechanisms is the most appropriate approach to micromanipulators. The micromanipulator is basically required that have high natural frequency and sufficient workspace. However, previous designs are hard to satisfy the required workspace and natural frequency, simultaneously, because the previous micromanipulators are coupled designs. Therefore, this paper suggests a new design parameter as displacement amplifier and new design procedure based on semi-coupled design in axiomatic design. As a consequence the spatial 3-DOF micromanipulator which is chosen as an exemplary device has natural frequency of 500Hz and workspace of $-0.5^{\circ}{\sim}0.5^{\circ}$. To investigate the effectiveness of the displacement amplifier, simulation and experiment are performed.
본 논문에서는 도마뱀 로봇 설계를 위한 생체운동 모사 다물체 동역학 시뮬레이터가 개발되었다. 시뮬레이터에 사용된 다물체-기구 동역학 모델은 상용 소프트웨어인 RecurDyn 에 쿠반에놀 도마뱀의 모션 캡쳐 데이터와 Micro-CT 데이터를 적용하여 생성되었다. 다양한 도마뱀의 보행 운동 특성 해석을 위해서 생체운동 시뮬레이터는 궤적 생성모듈, 역기구학 모듈, 역동역학 모듈로 구성된다. 궤적생성 모듈은 도마뱀의 속도에 따른 척추운동과 발 궤적을 생성한다. 또한, 도마뱀 로봇 설계를 위해서 역기구학을 통한 관절 각도 계산과 그를 통한 역동역학 해석으로 이동속도에 대한 요구 조인트 구동력을 생성한다.
This paper presents the new obstacle avoidance method that is composed of vision and sonar sensors, also a navigation algorithm is proposed. Sonar sensors provide poor information because the angular resolution of each sonar sensor is not exact. So they are not suitable to detect relative direction of obstacles. In addition, it is not easy to detect the obstacle by vision sensors because of an image disturbance. In This paper, the new obstacle direction measurement method that is composed of sonar sensors for exact distance information and vision sensors for abundance information. The modified splitting/merging algorithm is proposed, and it is robuster for an image disturbance than the edge detecting algorithm, and it is efficient for grouping of the obstacle. In order to verify our proposed algorithm, we compare the proposed algorithm with the edge detecting algorithm via experiments. The direction of obstacle and the relative distance are used for the inputs of the fuzzy controller. We design the angular velocity controllers for obstacle avoidance and for navigation to center in corridor, respectively. In order to verify stability and effectiveness of our proposed method, it is apply to a vision and sonar based mobile robot navigation system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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