• 융합신호처리학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.164-172
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• 2008

본 논문에서는 수동 RFID 환경에서 획득되는 위치 및 시간 정보를 이용하여, 태그가 배치된 노면을 주행하는 이동로봇의 위치를 효과적으로 추정하는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안된 위치 추정 기법은 기존 연구에 비해 위치 추정 오차를 감소시키고 또한 초기 태그 배치 비용을 감소시키는 효과가 있다. 기본적으로 이동로봇이 일련의 직선 구간을 구간별로 일정한 속도로 주행하며, 또한 매 순간 이동로봇에 의해 감지되는 태그의 수는 한 개 이하라고 가정한다. 첫째, 이미 알려진 지점을 출발하여 정속 직선 주행하는 이동로봇의 속도 및 위치를 추정하는 알고리즘을 개발하는데, 이는 최초를 제외한 여타 구간의 경우에 유효하다. 다음, 최초 구간의 경우 출발 위치를 모르는 상태이므로, 이동로봇이 두 개 이상의 태그를 정속 직선 주행하도록 하여 이동로봇의 속도 및 위치를 추정한다. 마지막으로, 제작된 수동 RFID 위치 추정 시스템을 이용한 실험을 통해 본 논문에서 제안된 이동로봇 위치 추정 기법의 유효성 및 성능을 입증한다.

• 로봇학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.107-114
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• 2020

In robotic harvesting, a gripper to manipulate the fruits needs to be attached to the robot system. We proposed a flexible robot gripper that can actively respond to the shape of an object such as fruits in the previous work. However, we found that there is a possibility of not being reliably gripped when the object slides during contact with a finger. In this paper, the improved gripper design is proposed to fundamentally solve the problems of the previous gripper. The position of the finger and the maximum closed position are changed, and the design improvement is performed to increase the grip stability by changing the installation angle of the link portion of the finger. Based on the improved design, a modified gripper is fabricated by 3-D printing, and then gripping experiments are performed on spherical object and fruit model object. It is shown that the gripper can stably grip the objects without excessive bending of the finger link of the gripper. The contact pressure between the finger and the surface of the object is measured, and it is verified that it is a sufficiently small pressure that does not cause damage to the fruit. Therefore, the proposed gripper is expected to be successfully applied in harvesting.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권12호
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• pp.3871-3882
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• 1996

In this paper, a closed-form formulation for inverse kinematics of robot manipulators with kinematic redundancy under the constrained environment has been derived using the Kuhn-Tucker condition, the extended Lagrange multiplier method and the working set method. The proposed algorithm satisfies the necessaryand sufficient conditions for optimization subject to equality and inequality constraints. In addition, computationally efficient kinematic control methods have been proposed using differential kinemetics and gradient projection mehtod. The effectiveness of the proposed methods has been demonstrated with a 4-dof planar robot, and then a 7-dof spatial robot as a practical application to the nozzle dam task in the Nuclear Power Plant.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.119-125
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• 2010

본 논문에서는 초음파를 이용하여 자율 운행을 하는 이동로봇이 가지는 물리적인 문제점을 해결하기 위한 방안을 제시 한다. 이동 로봇이 주변 환경을 인지함에 있어서 각종 센서를 사용한다. 그러한 센서들은 항상 올바른 값을 주지 않는다. 센서값에는 항상 노이즈가 포함되어 있는데 이것을 해결하기 위해서 학습 알고리즘인 SVR(Support Vector Regression)을 사용하여 주변 환경을 센싱한 초음파 값을 토대로 주변 환경을 추정할 수 있다. SVR을 사용하기 위해서는 SVR의 요소인 parameter와 커널을 선정해야 한다. SVR의 요소를 선정함에 있어서 정해진 값이 존재하지 않기 때문에 실험을 통해서 가장 적합한 parameter 값을 선정해야 한다. 또한 커널을 선정함에 있어서는 일반화가 가장 잘 되어 있는 RBF(Radial Basis Function)커널을 사용하였다. 본 논문에서는 세가지 환경에서의 실험을 통하여 SVR을 이용하여 센서값의 오류를 개선할 수 있음을 나타내었다.

• 로봇학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.40-47
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• 2007

Recently, with the development of service robots and with the new concept of ubiquitous world, the position estimation of mobile objects has been raised to an important problem. As pre-liminary research results, some of the localization schemes are introduced, which provide the absolute location of the moving objects subjected to large errors. To implement a precise and convenient localization system, a new absolute position estimation method for a mobile robot in indoor environment is proposed in this paper. Design and implementation of the localization system comes from the usage of active beacon systems (based upon RFID technology). The active beacon system is composed of an RFID receiver and an ultra-sonic transmitter: 1. The RFID receiver gets the synchronization signal from the mobile robot and 2. The ultra-sonic transmitter sends out the traveling signal to be used for measuring the distance. Position of a mobile robot in a three dimensional space can be calculated basically from the distance information from three beacons and the absolute position information of the beacons themselves. Since it is not easy to install the beacons at a specific position precisely, there exists a large localization error and the installation time takes long. To overcome these problems, and provide a precise and convenient localization system, a new auto calibration algorithm is developed in this paper. Also the extended Kalman filter has been adopted for improving the localization accuracy during the mobile robot navigation. The localization accuracy improvement through the proposed auto calibration algorithm and the extended Kalman filter has been demonstrated by the real experiments.

• 디자인학연구
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• 제18권2호
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• pp.155-164
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• 2005

홈서비스로봇은 지능적으로 인간과 상호작용하고 스마트하게 서비스를 제공하기 위해 주변 환경에 대한 충분한 공간정보를 파악하고 있어야 한다. 따라서 인간과 로봇이 공조하여 맵빌딩을 수행할 경우 보다 효율적으로 태스크를 수행하기 위한 상호작용 방식에 대해 연구할 필요가 있다. 본 연구는 우선 청소용 로봇의 맵빌딩 태스크를 분석하여 맵빌딩수순(태스크우선/방우선), 표시창 설치(본체/본체+리모컨), 로봇 유도방식(푸쉬방식/풀방식), 피드백 제시양식 (GUI/GUI+TTS)등 4 가지 디자인 요인을 추출하고 그에 대한 잠정적 해결안을 제시하였다. 디자인 요인과 잠정적 해결안을 실험 변인과 수준으로 정의하고 맵빌딩 태스크의 수행도와 행태에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하였다. 이를 위해 총 8종류의 실험용 프로토타입을 제작하고 16명의 가정주부를 대상으로 사용성 평가를 실시하여 실증적인 데이터를 수집하였다. 실험결과 맵빌딩 수순이라는 측면에서는 예상과 같이 태스크우선 방식보다는 방우선 방식에서 우수한 태스크 수행도를 보였다. 표시창 설치라는 디자인 요인에 대해서는 리모컨에 표시창이 부착되어 있는 경우 높은 작업수행도와 주관적 만족도를 나타냈다. 로봇 유도방식 측면에서는 예상과는 달리 풀방식과 푸쉬방식 사이에서 태스크 수행도에 큰 차이를 발견할수 없었고 오히려 푸쉬방식에 대한 높은 주관적 만족도를 나타냈다. 피드백 제시양식에 대한 분석결과에서도 예상과 달리 TTS에 의한 부가적인 조작지침 제시는 부정적 이라는 사실을 발견하였다. 맵빌딩을 통해 환경정보를 취득하기 이전 청소용 로봇의 자율성은 초보적인 상태이기 때문에 사용자는 단지 이동성이 있는 가전제품과 상호작용하고 있다고 볼 수 있다. 따라서 총체적으로 보아 전통적인 가전제품을 조작할 때 사용되는 리모컨기반 상호작용방식을 청소용 로봇의 빌빌딩 과정에서도 선호하는 것으로 보인다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
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• pp.133-136
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• 1996

The nozzle dam task is essentially needed to maintain and repair nuclear power plants. For this task, an 8-dof redundant robot is studied with a local path-planning method[l] which is effective to find the optimal joint path in the constrained environment. In this paper, the method[l] is improved practically with the weight matrix and efficient algorithm to find working set. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by simulation and animation.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.353-364
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• 2009

In this paper, a SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) method using a single camera and planar fiducial markers is proposed. Fiducial markers are planar patterns that are mounted on the ceiling or wall. Each fiducial marker has a unique hi-tonal identification pattern with square outlines. It can be printed on paper to reduce cost or it can be painted using retro-reflective paint in order to make invisible and prevent undesirable visual effects. Existing localization methods using artificial landmarks have the disadvantage that landmark locations must be known a priori. In contrast, the proposed method can build a map and estimate robot location even if landmark locations are not known a priori. Hence, it reduces installation time and setup cost. The proposed method works good even when only one fiducial marker is seen at a scene. We perform computer simulation to evaluate proposed method.

• 로봇학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.397-406
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• 2022

This paper presents an autonomous mobile robot (AMR) system and operation algorithms for logistic and factory facilities without magnet-lines installation. Unlike widely used AMR systems, we propose an EKF-based loosely coupled fusion of LiDAR measurements and visual markers. Our method first constructs occupancy grid and visual marker map in the mapping process and utilizes prebuilt maps for precise localization. Also, we developed a waypoint-based navigation pipeline for robust autonomous operation in unconstrained environments. The proposed system estimates the robot pose using by updating the state with the fusion of visual marker and LiDAR measurements. Finally, we tested the proposed method in indoor environments and existing factory facilities for evaluation. In experimental results, this paper represents the performance of our system compared to the well-known LiDAR-based localization and navigation system.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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• pp.340-347
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• 1999

최근 산업화로 인하여 물류 자동화에 많은 관심이 집중되고 있다. 지금까지는 컨베이어 벨트가 물류 자동화에 있어서 가장 많이 사용되었지만 이 시스템은 공간을 많이 차지하고, 비용이 많이 든다는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 퍼지를 이용한 새로운 자율 주행 제어 알고리즘을 소개한다. 이 이동로봇은 바닥 위에 설치된 선을 따라가도록 되어있다. 그리고 3개의 근접센서로부터 정보가 입력된다. 이러한 획득된 정보를 자율 주행을 위하여 퍼지로 제어하였다. 그러므로 현존하는 시스템과는 달리, 열악한 환경 조건하에서도 높은 신뢰성을 보증하고, 라인의 유지 보수를 낮은 비용으로 쉽게 설치할 수 있다. 이 자율이동로봇의 이용은 공장이나 병원 내의 물류자동화를 실현시키고, 사무실 내에서 서류배달 등의 여러분야에 응용되어 질 수 있다.