Under the situation of a fire, it is difficult for a rescue robot to use sensors such as vision sensor, ultrasonic sensor or laser distance sensor because of diffusion, refraction or block of light and sound by dense smoke. But, braille blocks that are installed for the visaully impaired at public places such as subway stations can be used as a map for autonomous mobile robot's localization and navigation. In this paper, we developed a laser sensor stan device which can detect braille blcoks in spite of dense smoke and integrated the device to the robot developed to carry out rescue mission in various hazardous disaster areas at KIST. We implemented MCL algorithm for robot's attitude estimation according to the scanned data and transformed a braille block map to a topological map and designed a nonlinear path tracking controller for autonomous navigation. From various simulations and experiments, we could verify that the developed laser sensor device and the proposed localization method are effective to autonomous tracking of braille blocks and the autonomous navigation robot system can be used for rescue under fire.
This paper introduces a Korean rescue robot and presents a whole body kinematic control strategy. The mission of the rescue robot is to move and lift patients or soldiers with impaired mobility in the battlefields, hospitals and hazardous environments. In order for a robot to rescue and assist humans, reliable mobility in various environments, large load carrying capacity, and dextrous manipulability are required. For these objects the robot has variable configuration mobile platform with tracks, dual arm manipulator, and two types of grippers. The electric actuators provide the strength to lift a wounded soldier up to 120 kg using whole body joints. To control the robot with multi degree of freedom, we need to synthesize complex whole-body behaviors, and to manage multiple task primitives systematically. We are to present a whole body kinematic control methodology, and demonstrate its effectiveness through numerical simulations.
Robot arms are being increasingly used in various fields with special attention given to unmanned systems. In this research, we developed a high payload dual-arm robot, in which the forearm module is replaceable to meet the assigned task, such as object handling or lifting humans in a rescue operation. With each forearm module specialized for an assigned task (e.g. safety for rescue and redundant joints for object handling task), the robot can conduct various tasks more effectively than could be done previously. In this paper, the design of the high payload dual-arm robot with replaceable forearm function is described in detail. Two forearms are developed here. Each of forearm has quite a different goal. One of the forearms is specialized for human rescue in human familiar flat aspect and compliance parts. Other is for general heavy objects, more than 30 kg, handling with high degree of freedom more than 7.
The robot introduced in this paper is the Fire-Extinguishing Rescue Robot for indoor work which is considered to be a part of the Operation for Future Developmental Power. It is briefly introduced about the background of how we began this project, our goals, where we are today and what we would like to achieve from now on. Main contents include introduction to the equipments for Fire-Extinguishing Rescue robots that have been developed in advanced countries and the compositional concept of the developmental process, the GUI schematic, searching methods for fire inside a house, mechanical schematic and the present conditions of how the core technologies are developing through.
This paper offers a practical control scheme for driving mode transformation of a rescue robot already developed. The rescue robot, VSTR(Variable Single-Tracked Robot), has two driving modes, so can traverse untidy terrain and overcome obstacles such as stairs easily by use of timely driving mode transformation. Classical PI control scheme was used firstly for driving mode transformation, but stationary phenomenon, which might have a bad effect on the performance in real situation, came into existence. Therefore, we suggest a new controller, PI-based feedforward controller, which should be a good alternative for the problem, and compare it with other nonlinear control scheme.
In this paper, we propose an infrared image based human victim recognition method for a search and rescue robot in dark environments, like general disaster situations. For recognizing a human victim, an infrared camera on a RGB-D camera, Microsoft Kinect, is used. The contrast and brightness of the infrared image are first improved by histogram equalization, and the noise on the image is removed by morphological operation and Gaussian filtering. For recognizing a human victim, the binarization and blob labeling methods are applied to the improved image. Finally, for verifying the effectiveness and feasibility of the proposed method, an experiment for human victim recognition is carried out in a dark environment.
Urban Search and Rescue (USAR) involves locating, rescuing (extricating), and medically stabilizing victims trapped in confined spaces. In this paper we state the current approach to USAR, address the limitations and discuss the way for moving in rugged topography. To achieve objectives such as surveillance, reconnaissance, and rescue, it is necessary to develop a driving mechanism that can handle rugged geographical features. We propose a new type of driving mechanism for a rescue robot that has a variable shape single-track. By using a variety shapes, it can get the gain of steering and rotating and the ability to overcome stairs. In this paper, we analyzed the design parameters for making variable transform shapes and determined the specifications of the robot to enhance adaptability to stairs.
This paper presents the development of fire-fighting and rescue robot for Outdoor Environment. In the procedure of this development, we follow Target Oriented Design (TOD) which is recognized as the systematic methodology to design a system by specifying the target clearly. For some real fire fighting tasks (e.g. tasks in shopping street and a market), narrow road make it difficult for existing fire engine to access the firing place. On the other hand, for dangerous tasks (e.g. gasoline station and a storehouse) the explosive materials make it impossible for fire-fighters to access the firing place. Moreover, the smoke and the high-temperature caused by fire make fire fighting difficult. In this situation, the solution is to develop the fire-fighting and rescue robot. TOD is performed firstly by analyzing the environment properties of fro place and the demanded tasks and the fire-fighting and rescue robot is manufactured. For safety, the fire fighting robot should be controlled by remote operation to keep the operator away from the fire, and the control system is divided into three parts: the robot controllers, controller for remote operating device and wireless communication system. We have selected and developed appropriate hardware and software for each part of control system with considering TOD. As a result, the fire-fighting robot functions correctly and the performance and usefulness of our control architecture is validated by successfully performing some fire-fighting tasks.
본 연구에서는 전장이나 재난 환경과 같은 인간이 투입되기 힘든 환경에서 인간을 대신하여 부상자 구조 및 위험물 처리 목적으로 개발된 구조로봇의 효율적 개발을 위한 통합 M&S 프레임워크를 소개한다. 개발된 통합 M&S 프레임워크는 계층화, 모듈화된 통합운동제어 소프트웨어의 구조에 기인하여 통합운동제어 소프트웨어 구조는 동일하게 이용하며 로봇 플랫폼을 시뮬레이션 프로그램으로 대체하여 SILS(Software-in-the-Loop Simulation) 개념의 M&S를 가능하게 하였다. 이를 활용하여 로봇 설계 및 로봇 제어 기술의 성능 검증 등의 개발 전 과정을 효율적으로 수행하였고, 비정형 환경에서의 원격 운용성 향상도 가져왔다. 통합 M&S 프레임워크의 적극적인 활용을 통해 구조로봇의 성공적인 개발 및 성능 확인을 완료하였으며, 구조로봇의 주요 기술 중 하나인 가변형상 제어를 통한 주행 안정화 기술 개발 과정에 적용된 통합 M&S 프레임워크의 사례를 통해 효용성을 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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