This paper proposes a generation method of a navigation guidance direction and a fuzzy controller to achieve the autonomous navigation of a mobile robot using a particle swarm optimization(PSO) scheme in unknown environments. The proposed navigation guidance direction is the direction that leads a mobile robot to arrive a target point simultaneously with avoiding obstacles efficiently according to the surrounding local informations. It is generated by selecting the most suitable direction of the many directions in the surrounding environment using a particle swarm optimization scheme. Also, a robot can reach a target point with avoiding the various obstacles by controlling the robot so that it can move from its current orientation to the navigation guidance direction using the proposed fuzzy controller. Simulation results are presented to show the feasibility and validity of the proposed robot navigation scheme.
본 논문에서는 무인헬기에 적합한 새로운 형태의 점항법 유도법칙을 소개한다. 본 점항법 유도법칙은 미래의 예측 위치에 기반하여 자동제어부에서 사용할 속도와 방위각 명령을 생성해낸다. 무인기의 뱅크각을 통해 간접적으로 비행방향을 변경하는 기존의 점항법 유도법칙과 달리 본 유도법칙은 무인헬기의 속도벡터를 직접 변경하도록 속도 명령을 생성해낸다. 제안된 유도법칙의 검증을 위해 소형 무인헬기용 비행제어시스템을 개발해 비행 시험을 수행하였으며, 개발된 비행제어시스템은 비행제어 컴퓨터와 항법센서, 그리고 지상관제국으로 구성되어 있다. 비행시험을 통해 제안된 유도법칙이 성공적으로 작동함을 확인하였으며, 향후 경로추종 비행에 확장.적용할 계획이다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제7권2호
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pp.1-13
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2006
The Lyapunov stability theory has been known inadequate to prove capturability of guidance laws because the equations of motion resulted from the guidance laws do not have the equilibrium point. By introducing a proper transformation of the range state, the original equations of motion for a stationary target can be converted into nonlinear equations with a specified equilibrium subspace. Physically, the equilibrium subspace denotes the direction of missile velocity to the target. By using a single Lyapunov function candidate, capturability of several PN laws for a stationary target is then proved for examples. In this approach, there is no assumption of the constant speed missile. The proposed method is expected to provide a unified and simplified scheme to prove the capturability of various kinds of guidance laws.
최근 빅데이터를 이용한 교통정보 분석이 활발히 진행되고 있으나, 운전자 특성을 고려한 정보의 활용은 다소 낮은 실정이다. 이중 도로표지는 운전자에게 직접적 영향을 주는 정보중 하나라고 할 수 있다. 도로표지는 운전자가 목적지까지 원활한 통행이 가능하도록 최적의 정보를 제공해 주어야 하며, 내비게이션 사용을 고려한 적정 정보 제공을 필요로 하고 있다. 하지만 현재 도로표지규칙에서는 도로의 종류나 규모에 관계없이 일정한 규격을 통한 정보제공을 하도록 하고 있다. 본 연구에서는 운전자의 원활한 행동판단이 가능하도록 도로 안내 정보의 제공 방법을 제시하고자 하였다. 먼저 도로표지의 시인성 및 판독성을 고려하여 도로의 설계속도별 도로표지에 사용할 수 있는 최소 글자 크기를 도출하였다. 기존 도형식 안내에 대비하여 분할식 안내를 이용한 시나리오를 제작하였다. 정보 제공의 효과를 검증하기 위하여, 3차원 시뮬레이션 도로 환경을 구축하였고, 드라이빙 시뮬레이터를 이용하여 실험을 수행하였다. 단순한 평면 교차로에서는 방향 안내 방식이 운전자에게 크게 영향이 없었으나, 복잡한 입체교차로에서는 도형식 안내방식 보다 직관적 안내방식인 분할식 방향 정보 안내가 운전자 선호도가 높은 것으로 나타났다. 실험 결과에 따라, 입체교차로에서의 분할식 정보 제공 형태를 적용한 2차 검증 실험을 실시하였으며, 운전자의 행동 판단에 문제가 없음을 확인 하였다.
비행중인 다른 항공기를 회피하며 항공기를 목표점까지 유도하는 문제를 2차원 평면에서 고려하였다. 항공기는 속도의 크기가 일정한 질점이며, 제어입력으로 측가속도를 사용하는 것으로 가정하였다. 이동장애물에는 척력 포텐셜함수를 목적점에는 인력 포텐셜함수를 인공적으로 부여하여 항공기에 척력과 인력이 작용하도록 하였다. 유도/회피명령은 이들 포텐셜력과 상대속도를 사용하여 실시간으로 구현 가능한 유도/회피법칙을 구현하였다. Log 형태의 포텐셜함수를 사용하면 구현된 유도법칙은 잘 알려진 비례항법유도법칙이 되며, 회피법칙은 장애물까지 도달시간에 반비례하고 시선각 변화의 반대 방향으로 항공기를 회전시킨다. 제안된 유도/회피법칙은 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.
In this paper, we studied the path determination algorithm of the guidance robot for the visually impaired. Using the guidance robot for the visually impaired, the visually impaired can go to the destination where they want without other's heir. The navigation path of the guidance robot for the visually impaired must be the optimal path not only the shortest but also the most safe, which is different from a shortest path for common people. GPS and electronic map are used for the location information of the visually impaired. We corrected the error by converting the coordinates of location information from GPS, which includes maximum several tens of meters error, to the coordinates of electronic map. Information such as simple path and direction to the destination is not enough because it may be different between a going path from the start to the destination and a coming path from the destination to the start as around environment. So, we added information which can be dangerous for the visually impaired such as driveway, sidewalk without braille blocks, crosswalk, stairs and overpass, each has weight value as dangerous degree, when matching the GPS information to the electronic map, enough large as 1:5,000 scale.
Intelligent devices using ICT technology have been introduced in the field of construction machinery to improve productivity and stability. Among the intelligent devices, Machine Guidance is a device that provides real-time posture, location, and work range to drivers by installing various sensors, controllers, and satellite navigation systems on construction machines. Conversely, the efficiency of equipment that requires location information, such as machine guidance, will be greatly reduced in buildings, and tunnels in the GPS blind spots. Thus, the other high-precision positioning technologies are required in the GPS blind spot zone. In this study, we will develop a relative position measurement system that provides precise location information such as construction machinery and robots in a local area where the GPS reception is difficult. A relative position measurement system tracks a marker in the form of a sphere installed on a vehicle by using the image base tracking technology, and measures the distance and direction information to the marker to calculate a position.
본 논문은 장 단거리 공대공 미사일의 치사율을 계산하고, 대상 미사일의 모델을 구성하여 모의 발사 시험 프로그램을 개발하고자 한다. 신뢰성 있는 치사율을 계산하기 위해서는 신관과 탄두에 대한 많은 자료와 실험이 필요하지만 현실적으로 그런 작업을 수행 하기엔 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 참고문헌[3-6]에서 획득한 치사율에 대한 자료를 분석하여 치사율을 계산하였다. 모의시험을 위한 시뮬레이션 프로그램은 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 6 DOF 시뮬레이션 모델을 구성하였으며, 수직, 수평 가속도 피드백을 이용한 자동비행 알고리즘과 PNG(Proportional Navigation Guidance)을 이용한 유도명령 알고리즘, 그리고 시간지연과 오차를 고려한 탐색기(seeker)의 동적 모델을 구성하여 적용하였다. 최종적으로 정면발사, 측면발사, 후면발사의 3가지 경우에 대하여 모의 비행을 수행하여 결과를 정리하였으며, 이때 목표물은 일정한 방향을 가지고 등속비행을 하는 것으로 설계하였다.
이 연구는 시각장애인을 위한 길안내 서비스 시스템의 설계와 구현에 관한 연구이다. 시각장애인을 고려한 사용자 인터페이스로써 음성인식을 통한 스마트폰을 입력도구로 사용하였고, 출력도구는 방향 및 음성안내를 하면서도 주변 환경음을 인식할 수 있는 골전도 헤드셋을 사용하였다. 개발된 시스템은 기존의 길안내용 스마트폰 앱과 달리 보행해야할 방향 정보를 착용한 헤드셋의 좌우 스테레오 음의 크기로 전달하며, 갈림길이나 휘어진 길에 대한 음성안내는 수 미터 전에 안내하여 시각장애인의 보행 속도에 적합하게 안내가 이루어지며, 역방향 보행이나 경로이탈을 즉시 경고하는 장점이 있다. 방향센서로 진행방향에 대한 동적 정밀도가 1.5도인 모션 트랙커를 사용하여 안정적이고 신뢰성 있는 방향 정보를 취득할 수 있었다. GPS의 위치오차를 극복하기 위하여 위치오차에 견고한 경로계획 알고리즘을 제안하였다. 구현된 시스템을 실험한 결과 실험 경로에서 평균 방향각 오차가 6.82도(표준 편차 5.98)로 비교적 안정하게 방향을 유도하여 목적지에 도달하였다.
This paper presents a sensitivity optimization of a MEMS (microelectromechanical systems) gyroscope for a magnet-gyro system. The magnet-gyro system, which is a guidance system for a AGV (automatic or automated guided vehicle), uses a magnet positioning system and a yaw gyroscope. The magnet positioning system measures magnetism of a cylindrical magnet embedded on the floor, and AGV is guided by the motion direction angle calculated with the measured magnetism. If the magnet positioning system does not measure the magnetism, the AGV is guided by using angular velocity measured with the gyroscope. The gyroscope used for the magnet-gyro system is usually MEMS type. Because the MEMS gyroscope is made from the process technology in semiconductor device fabrication, it has small size, low-power and low price. However, the MEMS gyroscope has drift phenomenon caused by noise and calculation error. Precision ADC (analog to digital converter) and accurate sensitivity are needed to minimize the drift phenomenon. Therefore, this paper proposes the method of the sensitivity optimization of the MEMS gyroscope using DEAS (dynamic encoding algorithm for searches). For experiment, we used the AGV mounted with a laser navigation system which is able to measure accurate position of the AGV and compared result by the sensitivity value calculated by the proposed method with result by the sensitivity in specification of the MEMS gyroscope. In experimental results, we verified that the sensitivity value through the proposed method can calculate more accurate motion direction angle of the AGV.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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