• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.341-347
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• 2011

본 논문에서는 유효 빔 폭 개념을 새로이 도입하여 중첩 초음파 센서 링의 성능 평가, 최적 설계, 그리고 복합 장애물 탐지에 대해 기술하도록 한다. 일군의 동종 저지향성 초음파 센서들이 반경이 영이 아닌 원주 상에 일정 간격으로 상호 빔 폭이 중첩되도록 배치된다고 가정한다. 첫째, 중첩 초음파 센서 링의 전역 위치 불확실성을 전체 장애물 탐지 범위 내에서의 국부적 위치 불확실성의 평균값으로 나타낸다. 중첩 초음파 센서 링의 유효 빔 폭을 동일한 전역 위치 불확실성을 갖는 단일 초음파 센서의 빔 폭으로 산정하고 이를 바탕으로 정규화된 장애물 탐지 성능 평가 지수를 정의한다. 둘째, 정의된 성능 평가 지수를 이용하여 장애물 탐지 시 위치 불확실성이 최소화되도록 중첩 초음파 센서 링의 설계 사양을 최적화한다. 주어진 초음파 센서의 사용 개수에 대한 중첩 초음파 센서 링의 최적 반경 그리고 주어진 중첩 초음파 센서 링의 반경에 대한 초음파 센서의 최적 사용 개수를 결정한다. 셋째, 3개의 인접 초음파 센서로부터의 장애물 거리 간의 대소 관계에 의거한 복수 장애물의 위치 불확실성 영역 판정 기준을 제시한다. 제시된 위치 불확실성 영역판정 기준을 이용하여 다양한 형태의 장애물로 구성된 복합 장애물 환경에서의 장애물 윤곽 추출 결과를 보인다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권3호
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• pp.369-375
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• 2006

Large eddy simulation has been applied to simulate turbulent flow around a cubic obstacle mounted on a channel surface for a Reynolds number of 40000(based on the incoming bulk velocity and the obstacle height) using a Smagorinsky model and a Lagrangian dynamic model. In order to develop the LES to the practical engineering application, the effect of upwind scheme, turbulent sub-grid scale model were investigated. The computed velocities. turbulence quantifies, separation and reattachment length were evaluated by compared with the previous experimental results.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.169-176
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• 2013

알려지지 않은 실내에서 인간형 로봇의 이동경로 생성을 위해서는 주변 장애물의 형태를 정확히 인식하여 이에 적합한 로봇 움직임을 만들어야 한다. 이 때, 인식된 장애물의 형태에 따라 로봇이 접촉없이 통과할 수 있고, 발과 접촉하여 통과할 수도 있으며, 회피할 수도 있다. 이를 위해 장애물이 어떤 형태를 갖고 있는지를 분류하여 로봇의 이동경로를 생성할 때 활용 가능한 장애물 인식 및 분류 방법을 제안한다. 특히 장애물 형태를 정확히 인식하기 위한 기존 알고리즘은 많은 계산량으로 실시간 활용에 어려움이 있으며, 불필요한 장애물도 함께 추출하기 때문에 연산자원의 낭비가 불가피하다. 본 연구에서는 장애물 인식의 계산량을 줄이기 위해 장애물의 영역을 분류한 후 정확한 형상이 필요한 장애물에 한해 크기 및 형태를 추출하도록 알고리즘의 적용 범위를 제한하여 계산량을 줄이는 방법을 제안한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.79-87
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• 2011

This paper presents the optimal design of an overlapped ultrasonic sensor ring for high resolution obstacle detection of an autonomous mobile robot. It is assumed that a set of low directivity ultrasonic sensors of the same type are arranged along a circle of nonzero radius at a regular spacing with their beams overlapped. First, taking into account the dead angle region, the entire range of obstacle detection is determined with reference to the center of an overlapped ultrasonic sensor ring. Second, the optimal design index of an overlapped ultrasonic sensor ring is defined as the area closeness of three sensing subzones resulting from beam overlap. Third, the lower and upper bounds on the number of ultrasonic sensors are derived, which can guarantee minimal beam overlap and also avoid excessive beam overlap among adjacent ultrasonic sensors. Fourth, employing a commercial low directivity ultrasonic sensor, an optimal design example of an overlapped ultrasonic sensor ring is given along with the ultrasonic sensor ring prototype mounted on top of a mobile robot. Finally, some experimental results using our prototype ultrasonic sensor ring are given to demonstrate the validity and performance of an optimally overlapped ultrasonic sensor ring for high resolution obstacle detection.

• 정보처리학회논문지B
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• 제18B권5호
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• pp.255-264
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• 2011

본 논문에서는 스테레오 비전기반의 컬럼 검출과 조감도 맵핑을 이용한 전방 차량 검출 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 실제 복잡한 도로 환경에서 전방 차량을 강건하게 검출할 수 있다. 전체적인 알고리즘은 도로 특징기반의 컬럼 검출, 조감도 기반의 장애물체 세그멘테이션, 차량 특징기반의 영역 재결합, 차량 검증으로 크게 네 단계로 구성되어 있다. 먼저 v-시차맵상에서 최대 빈도값을 이용하여 도로 특징 정보만을 추출한 후, 이를 기반으로 컬럼 검출을 수행한다. 도로 특징 정보는 기존의 중앙값과 달리 도로 환경에 영향을 받지 않아 도로상의 장애물체 유무를 판단하는 기준으로 적절하다. 그러나 다수의 장애물체가 동일한 장애물체로 검출되는 것을 해결하기 위하여 조감도 기반의 세그멘테이션을 수행한다. 조감도는 시차맵과 카메라 정보를 기반으로 계산된 장애물체들의 위치를 평면상에 표시함으로써 장애물체를 쉽게 분리할 수 있다. 그러나 분리된 장애물체 중에는 동일한 장애물체인 경우도 있으므로, 도로상의 차량 특징을 기반으로 장애물체가 동일한지를 판단하여 재결합하는 과정을 수행한다. 마지막으로 시차맵과 그레이 영상기반의 차량 검증 단계를 수행하여 차량만 검출한다. 제안된 알고리즘을 실제 복잡한 도로 영상에 적용함으로써 차량 검증 성능을 검증한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권6호
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• pp.523-528
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• 2005

장애물이 있는 배관속의 점성유동을 다양한 난류모형을 적용하여 해석하였다. 적용한 난류모형은 k-$\epsilon$, k-$\omega$, Spalart-Allmaras, Reynolds stress 이고, 배관내의 격자는 구조격자(structured grid) 이다. 속도벡터, 압력분포 반복계산(iteration)에 의한 잔류치(residual), 양정(dynamic head) 등을 모사하였다. 4개의 난류모형을 배관유동에 적용하였고 상용 프로그램을 사용하여 해석을 수행하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.896-899
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• 1996

A new algorithm for planning a collision free path is developed based on linear parametric curve. A collision-free path is viewed as a connected space curve in which the path consists of two straight curve connecting start to target point. A single intermediate connection point is considered in this paper and is used to manipulate the shape of path by organizing the control point in polar coordinate (.theta.,.rho.). The algorithm checks interference with obstacles, defined as GM (Geometry Mapping), and maps obstacles in Euclidean Space into images in CPS (Connection Point Space). The GM for all obstacles produces overlapping images of obstacle in CPS. The clear area of CPS that is not occupied by obstacle images represents collision-free paths in Euclidean Space. Any points from the clear area of CPS is a candidate for a collision-free path. A simulation of GM for number of cases are carried out and results are presented including mapped images of GM and performances of algorithm.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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• pp.7-12
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• 1992

This paper proposes a sensor-based path planning method which utilizes fuzzy logic and neural network for obstacle avoidance of a mobile robot in uncertain environments. In order to acquire the information about the environment around the mobile robot, the ultrasonic sensors mounted on the front of mobile robot are used. The neural network, whose inputs are preprocessed by ultrasonic sensor readings, informs the mobile robot of the situation of environment in which mobile robot is at the present instant. Then, according to the situation class, the fuzzy rules are fired to make a decision on the mobile robot action. In addition, this method can be implemented real time since the number of fuzzy rules used to avoid the obstacle is small. Fuzzy rules are constructed based on the human reasoning and tuned by iterative simulations. The effective of the proposed avoidance method is verified by a series of simulations.

• 전기학회논문지
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• 제57권7호
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• pp.1260-1272
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• 2008

This paper proposes object detection algorithm using laser scanner and vision system for the path planning of autonomous mobile agents. As the scanner-based method can observe the obstacles in only two dimensions, it is hard to detect the shape and the number of obstacles. On the other hand, vision-based method is sensitive to the environment and has its difficulty in the accurate distance measurement. Thus, we combine these two methods based on K-means algorithm such that the obstacle avoidance and optimal path planning of autonomous mobile agents can be achieved.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제3권2호
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• pp.206-214
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• 2003

In this paper, we propose a method to avoid obstacles that have unstable limit cycles in a chaos trajectory surface. We assume all obstacles in the chaos trajectory surface have a Van der Pol equation with an unstable limit cycle. When a chaos robot meets an obstacle in an Arnold equation or Chua's equation trajectory, the obstacle reflects the robot. We also show computer simulation results of Arnold equation and Chua's equation and random walk chaos trajectories with one or more Van der Pol obstacles and compare the coverage rates of each trajectory. We show that the Chua's equation is slightly more efficient in coverage rates when two robots are used, and the optimal number of robots in either the Arnold equation or the Chua's equation is also examined.