• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.934-939
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• 2012

This paper proposes a new algorithm for ultrasonic sensors arranged on ring frame to identify obstacles surrounding itself by TOFs (time of flight). The ring frame has multiple channels consisting of a transmitter and a receiver. When the transmitter of a selected channel transmits ultrasonic signal, the TOFs of reflected signals from obstacles are acquired by the receiver of the channel. The process continues for all channels consecutively. Then, by using parabolic curve fitting of TOFs of all channel, the proposed algorithm not only calculates distances from multiple obstacles, but also identifies if the shape of obstacles are point or plane by the coefficients of the curve. By the experiment using 16 ultrasonic transceivers on the ring frame in the environment of two poles and two planes, we show the feasibility of the proposed scheme.

• 로봇학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.500-507
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• 2022

In this study, a motion planning method based on the integer representation of contact status between wheels and the ground is proposed for planning swing motion of a 6×6 wheel-legged robot to cross large obstacles and gaps. Wheel-legged robots can drive on a flat road by wheels and overcome large obstacles by legs. Autonomously crossing large obstacles requires the robot to perform complex motion planning of multi-contacts and wheel-rolling at the same time. The lift-off and touch-down status of wheels and the trajectories of legs should be carefully planned to avoid collision between the robot body and the obstacle. To address this issue, we propose a planning method for swing motion of robot legs. It combines an integer representation of discrete contact status and a trajectory optimization based on the direct collocation method, which results in a mixed-integer nonlinear programming (MINLP) problem. The planned motion is used to control the joint angles of the articulated legs. The proposed method is verified by the MuJoCo simulation and shows that over 95% and 83% success rate when the height of vertical obstacles and the length of gaps are equal to or less than 1.68 times of the wheel radius and 1.44 times of the wheel diameter, respectively.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1132-1138
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• 2012

The MPC (Model Predictive Control) is one of the techniques that can be used to control an unmanned vehicle. It predicts the future vehicle trajectory using the dynamic characteristic of the vehicle and generate the control value to track the reference path. If some obstacles are detected on the reference paths, the MPC can generate control value to avoid the obstacles imposing the inequality constraints on the MPC cost function. In this paper, we propose an obstacle modeling algorithm for MPC with inequality constraints for obstacle avoidance and a method to set selective constraint on the MPC for stable obstacle avoidance. Simulations with the field test data show successful obstacle avoidance and way point tracking performance.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.1207-1212
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• 2007

We propose a haptic interface algorithm for joystick operators working in remote control systems of unmanned vehicles. The haptic interface algorithm is implemented using a force-feedback joystick, which is equipped with low price DC motors without encoders. Generating specific amounts of forces on the joystick pole according to the distance between a remote controlled vehicle and obstacles, the haptic interface enables the operator to perceive the distance information by the sense of touch. For the case of no joystick operation or no obstacles in the working area, we propose an origin control algorithm, which positions the joystick pole at the origin. The origin control algorithm prevents the false movement of the remote vehicles and provides the operator with a realistic force resisting the joystick pole's movement. The experiment results obtained under various scenarios exemplify the validity of the proposed haptic interface algorithm and the origin control algorithm.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제21권1호
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• pp.97-133
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• 2006

항공기사고는 약 70%가 이 착륙단계에서 일어나는 CFIT사고이다. 그러므로 비행장주위의 장애물 관리는 사고방지에 매우 중요하다. 국내에서도 비행장주위의 장애물제한을 항공법에 규정하고 있고, 최근 개정안으로 제시된 동법 시행규칙에서 ICAO의 차폐기준의 적용을 포함하였으나 이 규정만으로는 비행장 주위의 장애물의 체계적인 관리가 어려우며, 특히 국내 비행장 주위의 차폐이론적용에 필요한 세부기준이 명확하지 않다. 본 연구는 항공장애물과 관련된 ICAO의 규정 및 항공선진국들의 관련 규정을 검토 분석하고 국내 현황과 비교분석한 후 국제기준에 비추어 국내 환경에서도 적용 가능한 비행장 공역에서의 항공장애물관리규정(안)의 방향을 제시하였고 특히 논란의 여지가 많은 차폐이론의 적용의 명확한 기준방안을 제시하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권11호
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• pp.152-162
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• 1996

A four-legged Walking Machine can move on the plain terrain with mobility and stability and stability, but if there exist any obstacles on the terrain of the motion direction, it takes extra time to cross those obstacles and the stability should be considered during motion. The main objective is the study a Quadruped which can cross obstacles with better mobility, stability and fuel economy than any other wheeled or tracked vehicles. Vertical step, isolated wall and ditch are the basic obstacles and by understanding those three cases perfectly, a Quadruped can move on any mixed rough terrain as 4-legged terrestrial vertebrates move. Each leg of a Quadruped has a limited walk space called a walking volume and this is very important to deter- mine the crossing capability in a static analysis. A Quadruped can be simplified with links and joints. By applying the research method, a quadruped can determine the control procedures as soon as it receives the terrain information from scanner and finally can move with mobility and stability.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제1권3호
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• pp.301-307
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• 2003

A control system design based on coupled nonlinear oscillators (CNOs) for a self- organized swarm system is presented. In this scheme, agents self-organize to flock and arrange group formations through attractive and repulsive forces among themselves using CNOs. Virtual agents are also used to create richer group formation patterns. The objective of the swarm control in this paper is to follow a moving target with a final group formation in the shortest possible time despite some obstacles. The simulation results have shown that the proposed scheme can effectively construct a self-organized multi-agent swarm system capable of group formation and group immigration despite the emergence of obstacles.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제2권2호
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• pp.171-181
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• 2004

An autonomous navigation algorithm for marine vehicles is proposed in this paper using fuzzy logic under COLREG guidelines. The VFF (Virtual Force Field) method, which is widely used in the field of mobile robotics, is modified for application to the autonomous navigation of marine vehicles. This Modified Virtual Force Field (MVFF) method can be used in either track-keeping or collision avoidance modes. Moreover, the operator can select a track-keeping pattern mode in the proposed algorithm. The collision avoidance algorithm has the ability to handle static and/or moving obstacles. The fuzzy expert rules are designed deliberately under COLREG guidelines. An extensive simulation study is used to verify the proposed method.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.91-100
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• 2009

본 논문에서는 시선 인식을 이용하여 사용자의 명령을 전달받고, 거리 센서들에 의해 감지된 거리 정보를 통해 주행 중에 장애물을 회피할 수 있는 지능형 휠체어 시스템을 제안한다. 사용자의 명령은 적외선 필터가 장착된 카메라를 통해 검출된 눈의 동공 중심과 반사점을 이용하여 시선에 의해 인식되고, 이는 사용자 인터페이스를 통해 휠체어를 조종한다. 이때 10개의 초음파 센서를 이용하여 장애물을 감지하고, 목표지점까지 장애물과의 충돌을 피하도록 도와준다. 제안된 지능형 휠체어 시스템은 시선 인식기, 자율 주행 모듈, 센서 제어 보드, 모터제어 보드로 구성된다. 시선 인식기는 사용자의 명령을 인식하고, 이를 모터 제어보드를 통해 휠체어를 조종한다. 그 후에 초음파 센서들에 의해 감지된 장애물 정보는 센서 제어 보드로 전달되고, 센서 제어 보드는 이 정보를 자율 주행 모듈로 전달한다. 자율 주행 모듈은 장애물을 감지하고 이를 피하기 위해 모터 제어 보드로 명령을 전달한다. 모터제어보드는 자율 주행 모듈에서 받은 명령어를 지능형 휠체어에 전달하고 지능형 휠체어는 이 명령에 따라 움직인다. 실험에서 제안된 시스템은 사용자의 편의와 안전을 위해 효과적으로 시선을 인식하고 장애물 회피할 수 있음을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.167-173
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• 2020

원자력발전소와 석유화학의 노후화된 파이프 구조물을 검사를 위하여 파이프 등반 로봇에 많은 연구가 이루어졌다. 그러나 파이프 등반 로봇 연구에서는 대부분 파이프 등반 로봇의 구조 설계와 기본적인 동작 제어에 초점을 맞추고 제작되어, 작업자가 파이프 등반 로봇을 제어하기 위해서는 수동 조작으로 파이프를 등반 및 장애물 회피하기 위해 많은 어려움을 가진다. 본 논문에서는 파이프 등반 로봇의 카메라 영상을 이용하여 장애물을 인식하고 파이프 등반 로봇과 장애물 사이의 거리를 추정 및 파이프 등반 로봇이 파이프를 잡을 수 있는 위치를 결정하여 파이프 사이의 장애물을 회피 할 수 있는 알고리즘을 제안한다.