• 제목/요약/키워드: Embedded navigation system

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Embedded Real-Time Software Architecture for Unmanned Autonomous Helicopters

  • Hong, Won-Eui;Lee, Jae-Shin;Rai, Laxmisha;Kang, Soon-Ju
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제5권4호
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    • pp.243-248
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    • 2005
  • The UAV (Unmanned Aerial Vehicle) systems like unmanned autonomous helicopters are used in various missions of flight navigation and used to collect the environmental information of the surroundings. To realize the full functionalities of the UAV, the software part becomes a challenging problem. In this paper embedded real-time software architecture for unmanned autonomous helicopter is proposed that guarantee real-time performance of hard-real time tasks and re-configurability of soft-real time and non-real time tasks. The proposed software architecture has four layers: hardware, execution, service agent and remote user interface layer according to the reactiveness level for external events. In addition, the layered separation of concurrent tasks makes different kinds of mission reconfiguration possible in the system. An Unmanned autonomous helicopter system was implemented (Kyosho RC Helicopter) in our lab to test and evaluate the performance of the proposed system.

칼라 패치 변경을 이용한 축구 로봇 시스템의 성능 개선 (Performance Enhancement of Soccer Robot System by Changing Color Patch)

  • 고창건;장문희;이석규
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.118-125
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    • 2009
  • This paper proposes a novel method to enhance performance of soccer robot system using optimal color patch mounted on the robot. In soccer robot system, the position and orientation of the robot can be estimated with color patch under real time environment. However, the location estimation of the robot is very sensitive to the pattern of color patch. In addition, pattern recognition and navigation algorithm are operated independently to reduce the operation time. The experimental results show that the proposed pattern of patch is effective to reduce the position and orientation error of the robot.

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Design and development of an automated all-terrain wheeled robot

  • Pradhan, Debesh;Sen, Jishnu;Hui, Nirmal Baran
    • Advances in robotics research
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    • 제1권1호
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    • pp.21-39
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    • 2014
  • Due to the rapid progress in the field of robotics, it is a high time to concentrate on the development of a robot that can manoeuvre in all type of landscapes, ascend and descend stairs and sloping surfaces autonomously. This paper presents details of a prototype robot which can navigate in very rough terrain, ascend and descend staircase as well as sloping surface and cross ditches. The robot is made up of six differentially steered wheels and some passive mechanism, making it suitable to cross long ditches and landscape undulation. Static stability of the developed robot have been carried out analytically and navigation capability of the robot is observed through simulation in different environment, separately. Description of embedded system of the robot has also been presented and experimental validation has been made along with some details on obstacle avoidance. Finally the limitations of the robot have been explored with their possible reasons.

GPS/INS 통합 항법 시스템을 위한 실시간 운영체제의 설계 및 구현 (Design and Implementation of A Real-Time Operating System)

  • 배장식;송대기;이철훈
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (A)
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    • pp.118-120
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    • 2001
  • 본 논문에서는 GPS(Global Positioning System)와 관성 항법 시스템(INS: Inertial Navigation System 이하 INS)을 혼합 구성한 수신보드의 운영을 위한 Embedded 운영체제를 설계하고 구현하였다. 이 운영체제는 실시간으로 인공위성과 IMU로부터 수신되어지는 Raw Measurement 획득, GPS 항법, 자세 결정, 통합항법, 위성 추적을 수행하는 태스크들을 우선순위 기반으로 처리하는 선점형(Premptive) 스케줄링 방식을 채택한 실시간 운영 체제이다. 본 논문에서는 자세 결정용 GPS와 INS를 이용한 통합시스템보드를 위한 실시간 운영체제의 개발 환경, 운영체제의 구조, 개발 내용과 실험내용에 대해 언급하였다.

내장형 리눅스 환경의 전자책 리더 용 자바 클래스 라이브러리 개발 (evelopment of Java Class Library For E-Book Reader Systems on Embedded Linux Environment)

  • 이은정;조수선
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제8A권4호
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    • pp.399-410
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    • 2001
  • 본 논문에서는 리눅스 환경에서의 전자책 리더를 위한 자바 라이브러리 Xeni의 개발을 소개한다. Xeni는 XML 기반의 전자책 표준을 따르는 컨텐츠를 해석하여 랜더링하는 기능과 전자책의 네비게이션 및 북마크 기능 등을 제공하는 API 라이브러리다. 본 라이브러리는 내장형 리눅스 기반의 기기에서 동작하는 자바 가상 기계 환경을 목표로 하여, 자바 언어로 개발하였다. 개발된 라이브러리의 설계와 구조를 소개하고 이 라이브러리를 이용하여 구현된 전자책 리더의 구현 예를 살펴본다.

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물류응용을 위한 PDA 기반의 RFID 인식 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of PDA based RFID Recognition System for the Logistics Application)

  • 정성훈;임재홍;김기래
    • 한국항해항만학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.85-90
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    • 2006
  • 새로운 패러다임의 유비쿼터스 환경과 물류의 응용에 있어서 RFID(Radio Frequency IDentification)는 핵심기술로 등장하고 있다. 그러나 RFID 칩의 가격이 비싸고 짧은 대역폭, 저 전력과 전파 간섭 등이 기술적인 문제가 될 수 있다는 점이 상용화의 걸림돌이 되고 있다. 또한, 규격화를 이루고 있는 리더기와 태그, 임베디드 소프트웨어 등은 대부분 비싼 로열티를 지급하고 수입되고 있는 것이 현실이다. 본 논문은 물류 시스템 적용을 위한 유비쿼터스 환경에서 PDA를 이용한 RFID 인식 시스템으로 생산품에 태그를 부착하여 기본적인 정보의 입출력을 처리한다. 그리고 데이터베이스의 구축을 통한 신속, 정확, 안전한 통합 물류관리 시스템을 지원하여 물류비용을 최소화하고 고객 서비스를 향상 시킬 수 있다. 기존의 고정식 인식 시스템보다 휴대 및 이동이 가능하여 응용의 범위를 넓힐 수 있는 장점과 고가인 기존 장비에 비하여 저비용의 응용 시스템을 구축할 수 있다.

전자해도 기반의 해상작업 모니터링 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of Sea Operation Monitoring System based on ENC)

  • 정성훈;임재홍
    • 한국항해항만학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.189-195
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    • 2006
  • 해상작업 모니터링 시스템은 해상에서 수행될 수 있는 국가와 국가 간의 광케이블 매설 작업이나 낙도의 전기 공급을 위한 해저의 전선 매설 작업, 천연가스공사의 파이프라인 매설 작업 등 각종 해상작업에서 사용되는 선박 자동화를 위한 모니터링 시스템이다. 다양한 센서로부터의 입력과 환경 설정을 통해 얻어진 데이터를 가공 처리하고, 전자해도 데이터를 읽어 GPS의 위치정보와 함께 나타낸다. 또한, 작업과 관련한 루트파일의 정보를 오버레이해서 관련 데이터를 처리하며, 무선 네트워크 환경으로 구축된 무선접속장치(AP; Access Point)와 클라이언트 측의 휴대용 개인정보단말기(PDA; Personal Digital Assistants)를 무선 랜으로 연동시켜 실시간으로 정보를 처리하도록 하며, 유효 반경 내에서의 자유로운 이동을 가능하게해서 작업의 효용성을 높일 수 있다. 본 연구는 이러한 상황 하에서 해상작업과 관련한 모니터링 시스템을 임베디드 환경에서 설계 및 구현함으로써 선박 자동화와 선박의 안전 항해를 지원하고 해상에서의 작업 부하를 최소화시키며 사고 방지를 통한 선박의 경쟁력을 높일 수 있다.

FIS와 신뢰도를 이용한 레이저 내비게이션의 정밀도 향상 (Accuracy Improvement of Laser Navigation System using FIS and Reliability)

  • 정은국;김정민;정경훈;김성신
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.383-388
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    • 2011
  • 본 논문은 FIS(fuzzy inference system)와 신뢰도를 이용한 레이저 내비게이션의 정밀도 향상에 관한 것이다. 레이저 내비게이션은 무선 유도 장치로써 헤드가 $360^{\circ}$ 회전을 하며 벽에 부착된 반사체(reflector)를 읽어 AGV(automatic guided vehicle)의 위치를 측정하는 장치이다. 기존의 대표적인 유도 장치들의 타입은 유선 유도 방식이다. 이들은 정밀도가 매우 높고 반응속도가 빠르기 때문에 대부분의 현장에서는 이들을 채택하고 있다. 하지만, 이들 센서는 바닥 밑 1인치 안에 설치하거나 바닥에 심어야하기 때문에 설치비용은 매우 높고 유지 보수가 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 레이저 내비게이션이 개발되었다. 이것은 바닥 시공 하는 것이 필요 없고 설치비용이 최소화되며 배치(layout) 변경이 쉽다. 하지만 외란에 영향을 많이 받아 데이터의 손실 손상이 크고 반응속도가 느리기 때문에 안전이 최우선인 산업현장에 사용이 어렵다. 이에 본 논문에서는 레이저 내비게이션의 정밀도 향상에 관한 연구를 하였다. 제안된 방법은 레이저 내비게이션의 특성을 분석하여 FIS를 통해 위치측정 정밀도의 신뢰도를 계산한 후에 이를 통해 레이저 내비게이션의 정밀도를 보정하는 방법이다. 본 논문에서는 실험을 위해서 직접 설계한 AGV를 이용하였으며, 레이저 내비게이션의 위치와 레이저 내비게이션의 신뢰도를 통해 보정된 위치를 제안된 방법과 비교 하였다. 실험 결과, FIS를 신뢰도로 보정한 결과가 다른 방법들에 비해 약 50% 성능이 향상됨을 확인하였다.

항공용 임베디드 시스템을 위한 고장감내형 프로세서 설계와 오류주입을 통한 검증 (Fault Tolerant Processor Design for Aviation Embedded System and Verification through Fault Injection)

  • 이동우;고완진;나종화
    • 한국항행학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.233-238
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    • 2010
  • 본 논문은 고신뢰성 임베디드 시스템의 핵심 부품인 risc 프로세서에 forward 기반의 오류복원 기법을 적용한 fetch redundant risc(FRR) 프로세서와 backward 기반의 오류복원 기법을 적용한 redundancy execute risc(RER) 프로세서를 연구하였다. 제안된 프로세서의 고장감내 성능을 평가하기 위해서 base risc, FRR, RER 프로세서의 SystemC 모델을 제작하고 SystemC 기반 fault injection 기법을 이용하여 오류주입 시험을 수행하였다. 실험결과 세 프로세서의 고장률은 1-bit transient fault를 주입한 경우에는 고장률이 FRR 프로세서는 1%, RER 프로세서는 2.8%, base risc 프로세서는 8.9%로 확인되었으며, 1-bit permanent fault를 주입한 경우 FRR 프로세서는 4.3%, RER 프로세서는 6,5%, base RISC 프로세서는 41%로 확인되었다. 따라서 1-bit 오류가 발생하는 경우에는 FRR 프로세서가 가장 높은 신뢰성을 나타내는 것으로 판명되었다.

다층 레이어 퍼셉트론 기반 INS 내장형 컴퓨터에서의 실시간 중력교란 보상 (MLP Based Real-Time Gravity Disturbance Compensation in INS Embedded Computer)

  • 김현석;김형수;최윤혁;조윤철;박찬식
    • 한국항행학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.674-684
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    • 2023
  • 이 논문에서는 INS의 항법 정확도에 영향을 주는 중력 교란에 대한 실시간 예측기법으로 다층 퍼셉트론 모델을 제안하였다. 적합한 MLP 모델을 선정하기 위해서 학습 정확도 및 실행시간을 비교할 수 있게 신경망의 크기가 다른 4개의 모델을 설계하였다. 이 MLP 모델의 학습을 위해 해상 또는 육상의 지표면을 따라 이동하는 물체의 위치 및 중력교란 데이터를 사용하였으며, 중력교란 데이터의 계산은 2160차의 EGM2008을 SHM을 이용하여 이루어졌다. 학습 정확도 평가에서는 MLP4가 가장 우수한 것으로 확인 되었고, 이후 실행시간을 측정하기 위해 학습이 완료된 4개 모델의 가중치와 바이어스 항들을 INS의 내장형 컴퓨터에 저장하여 MLP 모델을 구현하였다. 4개 모델 중 MLP4의 실행시간이 가장 짧은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 향후 중력 교란 보상을 통한 INS의 항법 정확도를 향상시키는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.