• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.174-179
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• 2003

Through the simultaneous localization and map building (SLAM) technique, a robot can create maps about its unknown environment while it continuously localizes its position. Grid maps and feature maps have been widely used for SLAM together with application of probability methods and POMDP (partially observed Markov decision process). But this approach based on grid maps suffers from enormous computational burden. Topological maps, however, have drawn more attention these days because they are compact, provide natural interfaces, and are easily applicable to path planning in comparison with grid maps. Some topological SLAM techniques like GVG (generalized Voronoi diagram) were introduced, but it enables the robot to decide only whether the current position is part of GVG branch or not in the GVG algorithm. In this paper, therefore, to overcome these problems, we present a method for updating a global topological map from the local topological maps. These local topological maps are created through a labeled Voronoi diagram algorithm from the local grid map built based on the sensor information at the current robot position. And the nodes of a local topological map can be utilized as the features of the environment because it is robust in light of visibility problem. The geometric information of the feature is applied to the extended Kalman filter and the SLAM in the indoor environment is accomplished. A series of simulations have been conducted using a two-wheeled mobile robot equipped with a laser scanner. It is shown that the proposed scheme can be applied relatively well.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.521-526
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• 2016

본 논문에서는 환자의 대장 내에서 자율적으로 이동이 가능한 자율주행 형 대장 내시경의 주행 메커니즘으로서 회전관성을 이용하여 환자의 장내 주행이 가능한 새로운 주행메커니즘의 설계 방법에 대해 제안한다. 상업용 대장 내시경은 시술할 때 환자에게 장시간의 고통과 불쾌감을 제공하여 환자들이 시술을 꺼리게 되어 내시경 검사가 필요한 대장 암 등의 조기 진단에 차질을 빚고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 환자의 장관 내에서 자율적으로 이동함으로써 불쾌감이나 고통을 줄일 수 있는 로봇 형 차세대 내시경에 대한 연구가 진행되어 왔다. 회전관성을 이용하는 주행 메커니즘에서는 회전관성을 일으키기 위하여 flywheel을 모터로 구동하여 에너지를 저장한다. flywheel에 의한 에너지 저장과 방출에 의하여 장내에서 로봇이 주행할 때 일어나는 stick-slip 현상을 효율적으로 극복할 수 있다. 이를 위해 flywheel의 속도제어가 가능하고 고주파 노이즈에 강건한 제어기를 설계하고 구현하였다. 여기서 제시하는 회전관성을 이용한 주행 메커니즘은 다른 메커니즘에 비해 구조가 간단할 뿐 아니라 주행도 효율적임을 실험을 통하여 증명하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.412-419
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• 1993

The transient responses of a linear system having undesired disturbances are dominantly governed by the system's left eigenstructure(eigenvalues/left eigenvectors). In control system design problem of altering the transient response of the system, both the controllability and the disturbance suppressibility, should be considered simultaneously to obtain a robust, effective controller. The controllability of the system may be degraded if the left eigenstructure is chosen to suppress the disturbance, or vice versa. In this paper, first, proposed are a modal disturbance suppressibility measure and an improved version of the modal controllability measure suggested by Hamdan and Nayfeh. Second, a simple and general left eigenstructure assignment scheme, considering both the proposed modal disturbance suppressibility measure and the improved version of modal controllability measure, is suggested. When the previous works are applied to assign the left eigenvectors may differ from the desired ones. But the proposed left eigenstructure assignment scheme makes it possible to achieve the desired colsed-loop eigenvalues exactly, provided the desired left eigenvectors reside in the achievable subspace. In case the desired left eigenvectors do not reside in the achievable subspace, the closed-loop eigenvalues are achieved exactly and the left eigenvectors are assigned to the best possible set of eigenvectors in the least square sense. Finally, a numerical example is included to confirm and demonstrate the usefulness of our propositions and to illustrate the proposed design scheme.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 춘계학술대회논문집; 부산수산대학교, 10 May 1996
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• pp.263-270
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• 1996

본 연구에서는 여러개의 원판형 압전소자가 부착된 판구조물의 소음제어를 다루었다. 판재의 아래에는 소음원이 위치하고 이 소음원은 판재를 가진한다. 구조물 및 압전소자는 3차원 요소, 구조물 요소 및 천이요소의 조화로 이루어지는 유한요소로 모델링 되었다. 최적화 과정의 목적함수는 구조물로부터 복사되는 소음 에너지이고 설계변수는 원판형 압전소자의 위치, 크기 및 인가되는 전압이 사용되었다. 최적설계과정에서 요구되는 자동격자형성이 언급되었다. 구조물의 공진 및 비공진 주파수에서 최적설계가 행해졌으며 괄목할 만한 소음감소를 얻었다. 이 결고는 음향 하중의 형태가 다르게 변하더라도 크게 변하지 않는 것이 밝혀졌다. 또한 한 주파수 뿐 아니라 넓은 주파수 영역에서도 압전가진기의 전압을 조정함으로써 좋은감소를 얻을 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권9호
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• pp.749-757
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• 2001

본 논문에서는 이동 로봇의 자기 위치 추(self-localization)을 위해 간단하고 효육적인 컬러 표식 모델과 추적 기법을 제안하고, 제안된 표식을 이용한 위치 추정 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 표식모델은 대칭적이고 반복적인 컬러 패턴을 갖는데. 이러한 기하학적 형태로 인해 표식 모델은 기하학적 변형이나 광학적 변형에 대해 불변인 히스토그램 특성을 나타낸다. 이러한 특징을 영상 내 표식 검출 및 추적을 위한 유사 척도로 사용하고 컨데세이션(CONDENSATION)에 기반한 확률적 접근 방식을 통해 복잡한 환경 하에서도 표식 모델을 강인하게 추적할 수 있다. 표식 모델이 검출된 후에는 표식이 갖는 기하작적 정보를 이용하여 이동 로봇과표식간의 상대적인 위치를 정확하게 추정한다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권3호
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• pp.320-327
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• 2015

최근 다양한 분야에 서비스 로봇이 상용화되고 있지만 대부분의 로봇 에이전트는 사용자의 구체적인 명령에 의존적이고, 불안정한 센서정보를 기반으로 환경변화에 빠르게 대응하여 목적을 달성하기는 어려운 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문은 사람이 타인의 의도를 이해하고 대응하는 과정을 설명하는 거울뉴런(mirror neuron)과 마음이론(theory of mind) 시스템을 모델링하고 로봇에이전트에 적용하여 유용성을 입증한다. 제안하는 의도-대응 모델은 거울뉴런의 빠르고 직관적인 대응행동과 중간목적 지향적인 특성을 구현하기 위해, 환경과 목적을 고려하는 행동선택 네트워크(behavior selection network)를 사용한다. 또한, 장기적인 행동계획을 기반으로 대응행동을 수행하는 마음이론 시스템을 수행하기 위해, 계층적 계획생성 기법을 이용하여 중간목적 단위로 행동을 계획하고 이를 기반으로 행동선택네트워크 모듈을 제어한다. 다양한 시나리오에 대해 실험한 결과 외부자극에 적절한 대응행동이 생성됨을 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.697-703
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• 2002

본 논문에서는 QoS가 안정적으로 보장되지 않는 현재의 인터넷 환경 하에서 최상의 서비스를 제공하기 위해 SPIHT 기반 비디오 신호에 대한 적응적 멀티스트림 전송기법을 제안한다. 이러한 방식은 비동기적인 패킷망에서 비디오 스트림의 신뢰성 있는 전송과 연속재생을 위해 TCP 상에서 적응적 프레일 패턴 제어와 멀티스트림을 이용하여 전송한다. 적응적 프레임 패턴 제어는 네트워크 상태에 따른 클라이언트의 버퍼링 상태에 따라 전송할 정보를 스케일러블하게 조절하는 방식이며, 멀티스트림 전송은 TCP상에서 스트림의 전송 성능 향상과 네트워크의 지터에 강하며, 클라이언트가 가진 대역폭을 최대로 활용할 수 있는 고품질의 서비스를 제공한다. 실험결과 기존의 단일 스트림 전송인 경우보다 제안한 적응적 멀티스트림 전송의 경우 DR(delay ratio)이 0에 근접하게 나타나 최상의 서비스가 가능함을 알 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.25-32
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• 2010

산업 기반시설의 감시와 제어를 담당하는 SCADA 시스템은 다양한 방법과 규약으로 통신 네트워크를 구성한다. 기존의 SCADA 설비와 규약들은 구현성과 활용성 그리고 효율성들이 강조된 반면, 보안과 관련 된 사항은 고려되지 못하였다. 이러한 운용상의 신뢰성과 유연성의 증가로 성능은 향상되었으나 보안성은 상대적으로 취약하다. SCADA 시스템의 보안 취약성은 고장이나 오동작뿐만 아니라 외부 침입과 사이버공격과 같은 잠재적 위험에 노출되어 전체 시스템의 붕괴를 가져올 수 있다. 따라서 보안상 여러 가지 위험 요소들에 대응하기 위하여 암호화 장치와 같은 보안 모듈의 도입이 필요하다. 본 논문에서는 SCADA 네트워크에서 계측 제어 명령을 수행하는 RTU, IED와 같은 설비들의 보안성 향상을 위하여 직렬통신 구간에서 사용할 수 있는 암호화 장치를 개발하고 제안하였다.

• 한국광학회지
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• 제13권3호
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• pp.251-257
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• 2002

고속 정밀 파면측정 기술은 적응광학 시스템의 성능향상에 중요한 요소이다. 본 논문에서는 적응광학시스템의 하트만 센서로부터 파면정보를 고속으로 측정할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 또한 변형거울 및 기울기거울을 외부유입 노이즈에 강하게 제어하기 위하여 차분 신호를 구성하는 전기적인 제어 장치들을 개발하였다. 무게중심법에 기초한 파면측정 기술은 하트만 센서를 이용한 파면측정 알고리즘으로 가장 널리 사용 되어오고 있으며 좋은 측정결과를 제공해오고 있다. 본 논문에서는 하트만 센서를 이용한 점 영상에서 실제 각 점의 무게 중심위치를 예측하는 예측 가중치가 결합된 무게중심 법을 제안하였다. 제안된 고속 파면측정 알고리즘은 실험을 통해 고속의 정밀한 측정 결과를 제공함을 확인하였고 결과를 비교 분석하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.89-92
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• 2005

Using natural speech commands for controlling a human-robot is an interesting topic in the field of robotics. In this paper, our main focus is on the verification of a speaker who gives a command to decide whether he/she is an authorized person for commanding. Among possible dynamic features of natural speech, pitch period is one of the most important ones for characterizing speech signals and it differs usually from person to person. However, current techniques of pitch detection are still not to a desired level of accuracy and robustness. When the signal is noisy or there are multiple pitch streams, the performance of most techniques degrades. In this paper, we propose a two-level approach for pitch detection which in compare with standard pitch detection algorithms, not only increases accuracy, but also makes the performance more robust to noise. In the first level of the proposed approach we discriminate voiced from unvoiced signals based on a neural classifier that utilizes cepstrum sequences of speech as an input feature set. Voiced signals are then further processed in the second level using a modified standard AMDF-based pitch detection algorithm to determine their pitch periods precisely. The experimental results show that the accuracy of the proposed system is better than those of conventional pitch detection algorithms for speech signals in clean and noisy environments.