• 한국군사과학기술학회지
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• 제4권2호
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• pp.249-255
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• 2001

무인자율항체는 자동차, 선박, 잠수함과 같이 인간에 의해 직접 조종되는 유인항체에 인간의 역할을 대신할 수 있는 지능시스템을 배치하여 전체적 혹은 부분적으로 무인화한 이동체를 말한다. 무인자율항체에서 사용되는 소프트웨어는 인식, 사고, 행위와 같은 인간의 지적능력을 내포한 인공지능시스템이어야 한다. 자율무인잠수정, 자율운항선박과 같은 저속무인자율항체는 무인항공기나 무인차량과 같이 빠른 판단과 제어가 요구되는 지능제어시스템과는 다른 특성을 가진다. 저속무인자율항체에서 가장 주목되는 특성은 주위 환경 변화속도와 운항속도에 따른 긴박감의 차이이다. 고속자율항체에서는 제어시스템의 처리속도에, 저속자율항체에서는 제어시스템의 신뢰성에 비중을 둔다. 본 연구에서는 이와 같은 저속무인자율항체의 특성과 기능별 독립성 보장, 반응형 및 인식형 인공지능 기법의 융화 극대화에 촛점을 맞춘 RVC(Reactive Layer - Virtual World - Considerative Layer) 지능시스템 모델을 소개한다.

• 한국생산제조학회지
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• 제18권6호
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• pp.664-674
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• 2009

This paper presents the theoretical development of a complete navigation problem of a non-holonomic mobile robot by using sonar sensors. To solve this problem, a new method to compute a fuzzy perception of the environment is presented, dealing with the uncertainties and imprecision from the sensory system and taking into account nonholonomic constraints of the robot. Fuzzy perception, fuzzy controller are applied, both in the design of each reactive behavior and solving the problem of behavior combination, to implement a fuzzy behavior-based control architecture. Different experiments in populated environments have proved to be very successful. Our method is able to guide the mobile robot named KUM-Robo safety and efficiently during long experimental time.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제6권4호
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• pp.314-320
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• 2006

Navigation in environments that are densely cluttered with obstacles is still a challenge for Autonomous Ground Vehicles (AGVs), especially when the configuration of obstacles is not known a priori. Reactive local navigation schemes that tightly couple the robot actions to the sensor information have proved to be effective in these environments, and because of the environmental uncertainties, STSF(Space and Time Sensor Fusion)-based fuzzy behavior systems have been proposed. Realization of autonomous behavior in mobile robots, using STSF control based on spatial data fusion, requires formulation of rules which are collectively responsible for necessary levels of intelligence. This collection of rules can be conveniently decomposed and efficiently implemented as a hierarchy of fuzzy-behaviors. This paper describes how this can be done using a behavior-based architecture. The approach is motivated by ethological models which suggest hierarchical organizations of behavior. Experimental results show that the proposed method can smoothly and effectively guide a robot through cluttered environments such as dense forests.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.279-286
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• 2015

최근 들어 급증하고 있는 해양사고의 주요 원인은 인간의 수행 오류에 기인하고 있다. 이를 해결하기 위해 디지털 선박의 구축, 선박 정보의 모니터링 시스템 등의 다양한 연구가 진행되었다. 그러나 선박의 안전한 항해를 위해 다양한 형태의 대량 정보를 효율적으로 저장하고, 이용하고, 관리하는 시스템에 대한 연구가 미흡하다. 본 논문은 지능형 자율운항시스템의 아키텍쳐인 RVC 지능시스템 모델을 기반으로 하는 VWS(Virtual World System)을 제안한다. VWS는 선박의 안전 항해에 필요한 모든 정보를 저장하고 지능형 자율운항시스템의 부시스템에 정보를 서비스한다. VWS는 특정 문제 영역을 표현하기 위하여 토폴로지 데이터베이스를 이용하고, 실시간 처리 특성을 반영하기 위하여 스케줄링을 도입하였다. 또한 분산 처리 특성을 반영하기 위하여 가상세계 API를 정의하였다. 본 논문에서는 설계된 VWS를 지능형 선박 자율운항시스템에 장착하고 시뮬레이션을 통하여 그 효율성을 입증해 보였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.465-470
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• 2004

본 논문에서는, 컨테이너 터미널에서 운행되는 컨테이너크레인의 자동화 시스템을 개방형 제어시스템으로 제안한다. 그리고, 개방형 제어시스템을 하드웨어 모듈과 OS 모듈 그리고 응용소프트웨어 모듈로 구성되는 표준모델로 제시한다. 본 논문의 기여도는 다음과 같다. 첫째, 크레인 제어시스템의 개방화를 위한 새로운 기준모델을 제안한다. 둘째로, 컨테이너크레인의 구조를 분석하고 자동화된 컨테이너크레인을 구현하기 위한 방법을 제안한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.540-544
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• 2001

This paper addresses a hybrid control architecture for the hospital service robot, SmartHelper. In hybrid architecture, the deliberation takes place at planning layer while the reaction is dealt through the parallel execution of operations. Hence, the system presents both a hierarchical and an heterarchical decomposition, being able to show a predictable response while keeping rapid reactivity to the dynamic environment. The deliberative controller accomplishes four functions which are path generation, selection of navigation way, command and monitoring. The reactive controller uses fuzzy and potential field method for robot navigation. Through simulation under a virtual environment IGRIP, the effectiveness of the hybrid architecture is verified.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.624-630
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• 2007

The dynamic window approach(DWA) is a well known technique for reactive collision avoidance. It shows safe and efficient performance in real-world experiments. However, a robot can get stuck in local minima because no information about the connectivity of the free space is used to determine the motion. The global DWA can solve this problem of local minima by adding a navigation function. Even with the global DWA, it is still difficult for a robot to execute an abrupt change in its direction, for example, entering from the corridor to a doorway. This paper proposes a modified global DWA using the included angles of waypoints extracted from an optimal path. This scheme enables the robot to decelerate in advance before turning into the doorway. Therefore the robot can reach the goal position more safely and efficiently at high speeds.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.325-329
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• 2001

This paper addresses a control architecture for the hospital service robot, SmartHelper. With a sensing-reasoning-acting paradigm, the deliberation takes place at planning layer while the reaction is dealt through the parallel execution of operations. Hence, the system presents both a hierarchical and an heterarchical decomposition, being able to show a predictable response while keeping rapid reactivity to the dynamic environment. The deliberative controller accomplishes four functions which are path generation, selection of navigation way, command and monitoring. The reactive controller uses fuzzy and potential field method for robot navigation. Through simulation under a virtual environment IGRIP, the effectiveness of the control architecture is verified.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1039-1043
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• 2005

Despite the many significant advances made in robot architecture, the basic approaches are deliberative and reactive methods. They are quite different in recognizing outer environment and inner operating mechanism. For this reason, they have almost opposite characteristics. Later, researchers integrate these two approaches into hybrid architecture. In such architecture, Reactive module also called low-level motion control module have advantage in real-time reacting and sensing outer environment; Deliberative module also called high-level task planning module is good at planning task using world knowledge, reasoning and intelligent computing. This paper presents a framework of the integrated planning and control for mobile robot navigation. Unlike the existing hybrid architecture, it learns topological map from the world map by using MST (Minimum Spanning Tree)-based SOFM (Self-Organizing Feature Map) algorithm. High-level planning module plans simple tasks to low-level control module and low-level control module feedbacks the environment information to high-level planning module. This method allows for a tight integration between high-level and low-level modules, which provide real-time performance and strong adaptability and reactivity to outer environment and its unforeseen changes. This proposed framework is verified by simulation.

• 한국항행학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.61-67
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• 1998

이 연구에서는 항공기의 주기 문제를 해결하여 주는 스케줄링 시스템과 그 조정을 위한 전문가 시스템(RACES : Ramp Activity Co-ordination Expert System)을 설계 및 개발한 내용을 기술하고 있다. RACES는 공항에서 매일 발생하는 출발편 및 도착편 항공기를 브릿지(bridge)와 스팟(spot)에 배정하기 위해 인간 전문가(human expert)로부터 습득한 해당 분야의 지식(도메인 지식) 및 휴리스틱(heuristic)을 지식 베이스로 갖고 있다. 이 RACES는 브릿지/스팟과 항공기 간에 내적 관계, 예를 들어 승객 및 공항의 그라운드 핸들링(ground handling) 등과 같은 복잡하며 동적인 제약조건 들로부터 발생하는 복잡한 스케줄링 문제를 수반한다. 매일 발생하는 600편 정도의 항공기에 대한 주기장 관리 스케줄링이 인간 전문가에 의해 수행되어졌을 경우에는 약 4~5시간이 소요되는 반면 RACES에 의해 수행되어졌을 경우에는 약 20초 정도의 시간이 소요되었고 RACES로부터 얻어진 스케줄링 결과는 해당 분야의 전문가들로부터 인정되었다. RACES는 또한 예외적인 상황이 발생했을 경우에 스케줄의 부분적인 조정을 처리하도록 설계되었다. 하루의 스케줄링이 완료된 후 항공기의 변경 및 지연 메시지는 도메인 전문가의 지식을 바탕으로 스케줄링에 반영되어 스케줄이 조정되어야 한다. 동적 재스케줄링(reactive scheduling) 단계는 도메인 전문가의 지식 모델 분석을 통해 사용자 그래픽 인터페이스의 규칙과 시나리오로써 효과적으로 나타내어진다. 항공편의 변경 및 취소로 인해 발생되는 항공기 배치의 조정은 현재 스케줄에 반영되어져야 하기 때문에 이러한 항공기 배치의 조정은 동적 재스케줄링을 위해 메인 프레임으로부터 RACES에게 통보되어져야 하며 부분적인 재스케줄링을 처리하는 것에는 불규칙적인 요소들이 많기 때문에 RACES에 의해 스케줄의 조정이 반 자동적으로 수행된다.