• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.37.6-37
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• 2002

Omnidirectional mobile robots are capable of arbitrary motion in an arbitrary direction without changing the direction of wheels, because they can perform 3 degree-of-freedom (DOF) motion on a 2-dimensional plane. In this research, a new class of an omnidirectional mobile robot is proposed. Since it has synchronously steerable omnidirectional wheels, it is called an omnidirectional mobile robot with steerable omnidirectional wheels (OMR-SOW). It has 3 DOFs in motion and one DOF in steering. One steering DOF can function as a continuously variable transmission (CVT). CVT of the OMR-SOW increases the range of velocity ratio from the wheel velocities to robot velocity, which may improve...

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.696-703
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• 2005

Since most autonomous mobile robots are powered by a battery, it is important to increase the continuous operating time without recharging. This can be achieved by improving the energy efficiency of a mobile robot, but little research on energy efficiency has been performed. This paper proposes two methods for improving the energy efficiency of an omnidirectional mobile robot.. One method is to realize a continuously variable transmission (CVT) by adopting the mechanism of steerable omnidirectional wheels. The other is the proposed steering algorithm in which wheel arrangement of the mobile robot is continuously adjusted so as to obtain the maximum energy efficiency of the motors during navigation. In addition, new omnidirectional wheels which can be transformed to the conventional wheels depending on the driving conditions are proposed to compensate for less efficient omnidirectional drive mode. Various tests show that motion control of the OMR-SOW works satisfactorily and the proposed steering algorithm for CVT can provide higher energy efficiency than the algorithm using a fixed steering angle. In addition, it is shown that the differential drive mode can give better energy efficiency than the omnidirectional drive mode.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1817-1825
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• 2021

전방향 모바일 로봇은 로봇의 방향을 바꿀 필요 없이 어떤 방향으로든 움직일 수 있어 여러 응용 분야에서 적용이 쉽고 뛰어난 기동성을 제공한다. 전방향 모바일 로봇은 마찰과 같은 비선형 동적 성분을 가지고 있어 정확히 모델링하기에 어렵다. 본 연구에서는 이러한 비선형 성분을 제거하기 위하여 모바일 로봇의 역 다이내믹과 적분 슬라이딩 모드 제어기법을 사용하여 모바일 로봇 시스템을 선형화하고, 제안된 제어기법의 최적 성능을 구현하기 위하여 유전알고리즘을 사용하여 위치 및 속도 이득을 최적화한다. 성능 평가 결과 유전알고리즘을 적용한 제어기법이 임의의 이득을 갖는 제어기법보다 뛰어난 성능을 나타내었다. 그리고 제안된 역 다이내믹과 적분 슬라이딩 모드 제어기법은 다른 제어기법에서도 적용될 수 있으며, 특히 선형제어시스템 설계에 유용하게 사용될 수 있다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.427-427
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• 2000

In this study, singularity of two types of mobile robots for various input joints are investigated: One is the mobile robot with three caster wheels and the other is the mobile robot with two conventional wheels and one caster wheel. Kinematic models are derived via the transfer method of generalized coordinates. Then, determinants of the Jacobian of the mobile robots are used to identify the singularity configurations.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.829-834
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• 2003

Many types of omnidirectional wheels with passive rollers have gaps between rollers. Since these gaps cause a wheel to make discontinuous contact with the ground, they lead to vertical and/or horizontal vibrations during wheel operation. In addition, the radii of passive rollers are related to the height of a bump an omnidirectional wheel can surmount. In this research a new design of the alternate wheel is proposed. Because this wheel makes continuous contact with the ground and has alternating large and small rollers around the wheel, it is termed a continuous alternate wheel (CAW). In this paper a design procedure is also presented to determine the optimum number of rollers, the radii of rollers and the inside inclination angle of an outer roller for given design specifications. The CAW based on this design is compared to the existing alternate wheels in terms of design. Finally, an actual continuous alternate wheel is constructed to verify validity of the design guidelines.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.2066-2071
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• 2003

In this paper, we identify the isotropic configurations of an omnidirectional mobile robot with three caster wheels, depending on the selection of actuated joints. First, We obtain the kinematic model of a caster wheeled omnidirectional mobile robot(COMR) without matrix inversion. For a given task velocity, the instantaneous motion of each wheel is decomposed into two orthogonal instantaneous motions of the steering and the rotating joints. Second, with the characteristic length introduced, we derive the isotropy conditions of a COMR having $n({\ge}3)$ actuated joints, which are imposed on two Jacobian matrices, $A{\in}R^{n{\times}3}$ and $B{\in}R^{6{\times}6}$. Under the condition of $B{\propto}I_6$, three caster wheels should have identical structure with the length of the steering link equal to the radius of the wheel. Third, depending on the selection of actuated joints, we derive the conditions for $A^t$ $A{\propto}I_3$ and identify the isotropic configurations of a COMR. All possible actuation sets with different number of actuated joints and different combination of rotating and steering joins are considered.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.50.5-50
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• 2002

In this paper, we propose a method using neural network (NN) to improve the motion control of a decentralized control system for cooperative transportation. In our former work, a decentralized control system for transporting a single object by multiple nonholonomic mobile robots has been developed. One of these mobile robots acts as a leader, who is assumed to be able to plan and to manipulate the omnidirectional motion of the object. Other robots, referred to as followers, cooperatively transport the object by keeping a constant position relative to the object. in this work, it is assumed that the leader can not only plan but also broadcast the local velocity of the object. Then...

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.571-576
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• 2015

This paper proposes an auto-parking controller for omnidirectional mobile robots. The controller uses the multi-sensor system including ultrasonic sensor and camera. The several ultrasonic sensors of robot detect the distance between robot and each wall of the parking lot. The camera detects the global position of robot by capturing the image of artificial landmarks. To improve the accuracy of position estimation, we applied the extended Kalman filter with adaptive fuzzy controller. Also we developed the fuzzy control system to reduce the settling time of parking. The experimental results are presented to verify the usefulness of the proposed controller.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.289-295
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• 2012

최근에 들어 서비스 로봇의 효율성 향상을 위한 이동로봇에 대한 연구가 활발하다. 이동로봇은 서비스 로봇의 이동성을 향상시킴으로써, 다양한 공간에서 작업을 할 수 있도록 한다. 그러나 기존의 서비스 로봇은 높은 무게중심으로 인하여 작업 중 전복의 가능성이 높다. 또한, 이동로봇에 사용되는 바퀴는 작고 가벼우며, 환경에 따라 바퀴의 종류를 바꿔야 하므로 기존의 허브형 모터는 한계가 있다. 이를 해결하기 위하여 본 연구에서는 이동로봇에 적합한 허브형 구동모듈과 가변접지면 메커니즘을 개발하였으며, 전방향 이동로봇에 적용하였다. 이를 통해 이동성 및 안정성을 향상과 다양한 작업공간에서의 효율성 향상시켰다. 또한 다양한 시험을 통하여 제안한 메커니즘의 성능을 검증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.21-27
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• 2022

전통적인 자동차 또는 전통적인 두 바퀴형 차동 구동 로봇은 기구적인 구조 때문에 이동 동작에 제한이 있을 수밖에 없다. 자동차 산업에서 내연기관 자동차가 전기차로 빠르게 전환되면서 자동차에 로봇 공학 기술의 적용이 활발하게 모색되고 있다. 로봇 공학 분야에서는 이동체의 자세를 변화시키지 않고도 다양한 방향으로 이동할 수 있는 전방향 이동로봇에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으며 주목할 만한 연구 결과들도 많다. 하지만 대부분의 연구에서 이와 같은 전방향 이동을 구현하기 위해서는 메카넘휠 등과 같은 특수한 형태의 바퀴를 사용해야 하는 제한점이 있다. 우리는 전방향 이동을 위한 특수한 바퀴를 사용하지 않고도 전방향성을 구현할 수 있는 두 바퀴를 갖는 모듈형 로봇을 제안하였었다. 본 논문에서는 모듈형 로봇 2대를 전후로 결합하여 네 바퀴를 갖는 전방향 이동로봇을 새로이 제안하였다. 제안된 로봇은 차동 구동 방식의 이동로봇으로 전자브레이크를 사용하여 바퀴부와 로봇 몸체부를 선택적으로 분리, 결합하는 방식을 사용하며 두 개의 절대치형 엔코더와 네 개의 증분형 엔코더를 사용하여 로봇 바퀴부의 위치와 로봇 바퀴의 속도를 제어한다. 제안된 로봇은 일반적인 타이어 바퀴를 채택하고도 전방향 이동이 가능하다. 로봇을 실 제작하여 대각선 궤적과 정사각형 궤적에서의 주행 실험을 통하여 제안된 로봇의 유용성과 안정성을 검증하였다.