• 제목/요약/키워드: Path Tracking Controller

검색결과 141건 처리시간 0.033초

Controller for Single Line Tracking Autonomous Guidance Vehicle Using Machine Vision

  • Shin, Beom-Soo;Choi, Young-Dae;Ying, Yibin
    • Agricultural and Biosystems Engineering
    • /
    • 제6권2호
    • /
    • pp.47-53
    • /
    • 2005
  • AMachine vision is a promising tool for the autonomous guidance of farm machinery. Conventional CCD camera for the machine vision needs a desktop PC to install a frame grabber, however, a web camera is ready to use when plugged in the USB port. A web camera with a notebook PC can replace existing camera system. Autonomous steering control system of this research was intended to be used for combine harvester. If the web camera can recognize cut/uncut edge of crop, which will be the reference for steering control, then the position of the machine can be determined in terms of lateral offset and heading angle. In this research, a white line was used as a cut/uncut edge of crop for steering control. Image processing algorithm including capturing image in the web camera was developed to determine the desired travel path. An experimental vehicle was constructed to evaluate the system performance. Since the vehicle adopted differential drive steering mechanism, it is steered by the difference of rotation speed between left and right wheels. According to the position of vehicle, the steering algorithm was developed as well. Evaluation tests showed that the experimental vehicle could travel within an RMS error of 0.8cm along the desired path at the ground speed of $9\sim41cm/s$. Even when the vehicle started with initial offsets or tilted heading angle, it could move quickly to track the desired path after traveling $1.52\sim3.5m$. For turning section, i.e., the curved path with curvature of 3 m, the vehicle completed its turning securely.

  • PDF

Obstacle Avoidance of Redundant Manipulator Using Potential and AMSI

  • Ikeda, K.;Minami, M.;Mae, Y.;Tanaka, H.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
    • /
    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
    • /
    • pp.740-745
    • /
    • 2005
  • This study is intended to build a controller of redundant manipulators with the simultaneous abilities of trajectory tracking and obstacle avoidance without any preparations of path planning to achieve full automation even for one production of one kind, while keeping the avoidance ability high and keeping its shape away from object to reduce the possibility that the manipulator crashes to the object. To evaluate the avoidance ability of the intermediate link, we proposed a scalar value of Avoidance Manipulability Shape Index(AMSI), which is independent of the obstacle's shape. On the other hand, the danger to crash to the obstacle is depending on the shape of the obstacle, which could be evaluated by the potential field set around the obstacle. This paper proposes control method of the manipulator's shape based on the AMSI to simultaneously avoid obstacles and keep the avoidance ability high with potential.

  • PDF

무게중심 변화를 이용한 구형무인비행체 경로 추종 제어기 성능에 관한 연구 (A Study on Performance of Path Tracking Controller Using Changes in Center of Gravity of Spherical UAV)

  • 최윤호;양성욱;양준모;김봉균;이상철
    • 한국항공운항학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국항공운항학회 2015년도 추계학술대회
    • /
    • pp.50-54
    • /
    • 2015
  • 구형무인비행체는 다중 모터를 이용한 무인항공기에 비행 소형화, 경량화, 경제화 등의 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 구형무인비행체의 경로 추종을 위한 제어기 설계 및 성능에 대한 내용을 다루고 있다. 먼저 구형무인비행체의 운동방정식이 제어기 설계를 위해 유도되었고, 유도된 운동방정식을 이용해 경로 추종 제어기를 설계하였다. 구형무인비행체의 자세제어는 무게중심을 변화하는 방법을 사용하였다. 요구 경로를 설정하여 설계된 제어기의 경로 추종 성능을 MATLAB 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 시뮬레이션 결과, 제시된 제어기가 설정된 경로를 추종하고 있음을 확인하였다.

  • PDF

미지의 미끄러짐을 고려한 비홀로노믹 다개체 이동 로봇의 적응 군집 제어 (Adaptive Formation Control of Nonholonomic Multiple Mobile Robots Considering Unknown Slippage)

  • 최윤호;유성진
    • 제어로봇시스템학회논문지
    • /
    • 제16권1호
    • /
    • pp.5-11
    • /
    • 2010
  • An adaptive formation control approach is proposed for nonhonolomic multiple mobile robots considering unknown slipping and skidding. It is assumed that unknown slipping and skidding effects are bounded by unknown constants. Under this assumption, the adaptive technique is employed to estimate the bounds of unknown slipping and skidding effects of each mobile robot. To deal with the skidding effect included in kinematics, the dynamic surface design approach is applied to design a local controller for each mobile robot. Using Lyapunov stability theorem, the adaptation laws for tuning bounds of slipping and skidding are induced and it is proved that all signals of the closed-loop system are bounded and the tracking errors and the synchronization errors of the path parameters converge to an adjustable neighborhood of the origin. Finally, simulation results are provided to verify the effectiveness of the proposed approach.

역진자형 자주로보트의 2차원 평면에서 궤도주행제어에 관한 연구 (Trajectory Tracking Control of the Wheeled Inverse Pendulum Type Self - Contained Mobile Robot in Two Dimensional Plane)

  • 하윤수;유영호;하주식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
    • /
    • 제17권5호
    • /
    • pp.44-53
    • /
    • 1993
  • In this paper, we discuss on the control algorithm to make the wheeled inverse pendulum type mobile robot move in two dimensional plane. The robot considered in this paper has two independently driven wheels in same axel which suport and move it-self, and is assumed to have the fyro type sensor to know the inclination algle of the body and rotary encoders to know wheel's rotation angular velocity. The control algorithm is divided into three parts. The first part is for the posture and velocity control for forward-backward direction, the second is the steering control, and the last part is for the control of total system to track the given trajectory. We handle the running velocity control of the robot as part of the posture control to keep the balance because the posture relates deeply with the velocity and can be controlled by the velocities of the wheels. The control problem is analyzed as the tracking control, and the controller is realized with the state feedback and feed-forward of the reference velocity. Constructing the control system which contained one intergrator in forward path, we also realized the control system without observer for the estimation of the accumulated errors in the inclination angle of the body. To prevent the robot from being unstable state by sudden variation of the reference velocity when it starts and stops, or changes velocity, the reference velocity of which acceleration is slowly changing, is ordered to the robot. To control its steering, we give the different reference velocities for both wheels which are calculated from the desired angular velocity of the body. Finally, we presents the experimental results of the experimental robot Yamabico Kurara in which the proposed control algorithm had been implemented.

  • PDF

DC 모터방식 EGR 밸브를 적용한 승용디젤엔진의 앞먹임 공기량 제어에 관한 연구 (Feedforward EGR Control of a Passenger Car Diesel Engine Equipped with a DC Motor Type EGR Valve)

  • 오병걸;이민광;박영섭;이강윤;선우명호;남기훈;조성환
    • 한국자동차공학회논문집
    • /
    • 제19권5호
    • /
    • pp.14-21
    • /
    • 2011
  • In diesel engines, accurate EGR control is important due to its effect on nitrogen oxide and particulate matter emissions. Conventional EGR control system comprises a PI feedback controller for tracking target air mass flow and a feedforward controller for fast response. Physically, the EGR flow is affected by EGR valve lift and thermodynamic properties of the EGR path, such as pressures and temperatures. However, the conventional feedforward control output is indirectly derived from engine operating conditions, such as engine rotational speed and fuel injection quantity. Accordingly, the conventional feedforward control action counteracts the feedback controller in certain operating conditions. In order to improve this disadvantage, in this study, we proposed feedforward EGR control algorithm based on a physical model of the EGR system. The proposed EGR control strategy was validated with a 3.0 liter common rail direct injection diesel engine equipped with a DC motor type EGR valve.

송전선로 자동추적 카메라 짐벌 및 154 kV 송전선로 현장시험 (Auto-Tracking Camera Gimbal for Power Line Inspection Drone and its Field Tests on 154 kV Transmission Lines)

  • 김석태;박준영;이재경;함지완
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
    • /
    • 제5권3호
    • /
    • pp.149-156
    • /
    • 2019
  • 송전선로 현장에서는 2017년도부터 송전선로 순시 점검에 드론을 활용하기 시작했다. 전력연구원의 송전선로 드론점검 시범적용을 시작으로 현재 4개 지역본부에서 전력연구원이 개발한 송전선로 드론순시 점검기술을 현장에서 사용 중에 있다. 현재 점검드론 지상관제시스템을 활용하여 드론은 자동비행하고 광학줌 카메라와 열화상카메라의 짐벌은 현장작업자가 수동으로 조종하여 송전선을 촬영하는 체계로 운영되고 있다. 송전선로 드론점검은 작업자가 접근하기 어려운 지역, 예를 들면, 강횡단지역, 해월구간, 산간지역 등에 위치한 송전선로가 그 주요대상이다. 특히 산간지역의 경우, 점검드론과 지상관제시스템 사이에 장애물이 많고 철탑 구조물이 전파간섭을 일으켜 간헐적으로 통신장애가 일어나곤 한다. 이런 통신장애는 계획된 경로로 비행하는 점검드론의 자동비행에는 영향이 없지만, 카메라 짐벌의 제어에는 영향을 주어 제어불능 상태로 되는 경우가 있다. 또한, 카메라 짐벌의 제어가 원활하더라도 통신장애로 인해 발생하는 간헐적 영상 끊김 현상은 현장작업자가 점검대상을 잃어 카메라 짐벌 조정을 불가능하게 한다. 그러므로 본 논문에서는 간헐적 짐벌제어 끊김이나 영상 끊김 현상이 발생하더라도 지속적으로 송전선을 점검할 수 있도록 하기 위하여 딥러닝 기반 영상인식을 통해 송전선을 자동으로 추적하는 카메라 짐벌을 개발하여 현장 시험한 결과를 소개하고자 한다.

퍼지논리와 신경망 융합에 의한 로보트매니퓰레이터의 지능형제어 시스템 개발 (On Developing The Intellingent contro System of a Robot Manupulator by Fussion of Fuzzy Logic and Neural Network)

  • 김용호;전홍태
    • 한국지능시스템학회논문지
    • /
    • 제5권1호
    • /
    • pp.52-64
    • /
    • 1995
  • 로보트 매니퓰레이터는 고도의 비선형 시변 시스템으로써 정밀한 제어가 매우 어려운 제어 대상으로 인식되어 왔으며 따라서 수많은 제어이론의 적용대상이 되어왔다. 로보트 매니퓰레이터의 제어에는 두가지 형태가 있는데 한가지는 궤적계획이고, 또한가지는 궤적 추종이다. 본 논문에서는 궤적 추종을 목적으로 하고, 이를 위해 퍼지논리와 신경회로망을 결합한 지능형 제어를 제안한다. 제안된 제어시스템은 사고 및 추론과 같은 인간의 인식처리에 해당하는 불확실한 것들의 구체화를 가능케하는 퍼지논리와 학습 및 병렬처리능력이 있는 신경회로망을 융합하여 구성된 퍼지-신경망 제어시스템이다. 그러나 이러한 장점을 갖는 퍼지-신경망 제어기도 정확한 제어 규칙의 발생은 어려은데 이는 신경회로망의 지역적 최소치에 빠지는 특성에 기인한다고 볼 수 있다. 그리고 일반적으로 시스템의 비선형 정도는 탐색에 의해서만 알수 있는 성질의 것이므로 본 논문에서는 최적의 탐색알고리듬으로 널리 인정되고 있는 유전알고리듬을 사용하여 전역적이 규칙공간을 탐색한 후 이를 바탕으로 퍼지-신경망 제어기를 완성한다. 제안된 제어시스템의 효율성은 2자유도의 로보트 매니퓰레이터를 사용하여 컴퓨터의 모의실험을 통해 입증된다.

  • PDF

LNG 알루미늄 판재 가공용 자동 궤적 추적 알고리즘 개발 및 인공지능을 이용한 공정조건 선정에 관한 연구 (A Study on Development of Automatic Path Tracking Algorithm for LNG Aluminium Plate and Selection of Process Parameters by Using Artificial Intelligence)

  • 문형순;권봉재;정문영;신상룡
    • 한국정밀공학회지
    • /
    • 제15권8호
    • /
    • pp.17-25
    • /
    • 1998
  • Aluminum alloys have low density, relatively high strength and yield strength, good plasticity, good machinability, and high corrosion and acid resistance. Therefore, they are suitable for large containers for the food, chemical and other industries. Large containers are often bodies of revolution consisting of shell courses, stiffening rings, heads and other elements joined by annular welds. Larger containers have longer welds and require greater leak-tightness and higher weld mechanical properties. The LNG tank consists of aluminum plates with various sizes, so its construction should by divided by several sections. Moreover, each section has its own sub-section consisted of several aluminum plates. To guarantee the quality of huge LNG tank, therefore, the precise control of plate dimension should by urgently needed in conjunction with the appropriate selection of process parameters such as cutting speed, depth of cut, rotational speed and so on. In this paper, a manufacturing system was developed to implement automatic circular tracking in height direction and automatic circular interpolation in depth of cut direction. Also, the neural network based on the backpropagation algorithm was used to predict the cutting quality and motor load related with the life time of the developed system. It was revealed that the manufacturing system and the neural network could be effectively applied to the bevelling process and to predict the quality of machined area and the motor load.

  • PDF

출력기반 적응제어기법을 이용한 틸트로터 항공기의 회전익 모드 설계연구 (Flight Control of Tilt-Rotor Airplane In Rotary-Wing Mode Using Adaptive Control Based on Output-Feedback)

  • 하철근;임재형
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제38권3호
    • /
    • pp.228-235
    • /
    • 2010
  • 본 논문에서는 틸트로터 항공기의 회전익 모드에 대한 자율비행 유도제어 알고리즘을 적응제어기법을 이용하여 설계하는 것이다. 이를 위해 우선 출력기반 근사적 궤환선형화 기법을 통하여 알고리즘의 내부루프를 구성하고 그로부터 발생하는 모델오차를 단일 은닉층-신경망을 적용하여 상쇄하였다. 그리고 리아푸노프 안정성 이론에 따른 적응제어 갱신법칙은 선형 관측기를 기반으로 설계하였다. 나아가 외부루프는 경로점 유도법칙으로부터 생성되는 궤적을 추종하도록 하였으며 특히 엄밀한 자동착륙 궤적추종 성능 향상을 위하여 방향각 및 비행경로각 시선유도법칙을 설계하였다. 틸트로터 비선형 모델 시뮬레이션 결과는 콜렉티브 입력에서 보이는 순간적인 작동기 포화현상 이외에는 만족할 만한 안정성과 추종성능을 보여 주고 있다.