• 로봇학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.270-277
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• 2010

Various robot platforms have been designed and developed to perform given tasks in a hazardous environment for the purpose of surveillance, reconnaissance, search and rescue, and etc. We have considered a terrain adaptive hybrid robot platform which is equipped with rapid navigation on flat floors and good performance on overcoming stairs or obstacles. Since our special consideration is posed to its flexibility for real application, we devised a design of a transformable robot structure which consists of an ordinary wheeled structure to navigate fast on flat floor and a variable tracked structure to climb stairs effectively. Especially, track arms installed in front side, rear side, and mid side are used for navigation mode transition between flatland navigation and stairs climbing. The mode transition is determined and implemented by adaptive driving mode control of mobile robot. The wheel and track hybrid mobile platform apparatus applied off-road driving mechanism for various professional service robots is verified through experiments for navigation performance in real and test-bed environment.

• 로봇학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.186-196
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• 2010

In this paper, we present a global localization and position error compensation method in a known indoor environment using magnet hall sensors. In previous our researches, it was possible to compensate the pose errors of $x_e$, $y_e$, ${\theta}_e$ correctly on the surface of indoor environment with magnets sets by regularly arrange the magnets sets of identical pattern. To improve the proposed method, new strategy that can realize the global localization by changing arrangement of magnet pole is presented in this paper. Total six patterns of the magnets set form the unique landmarks. Therefore, the virtual map can be built by using the six landmarks randomly. The robots search a pattern of magnets set by rotating, and obtain the current global pose information by comparing the measured neighboring patterns with the map information that is saved in advance. We provide experimental results to show the effectiveness of the proposed method for a differential drive wheeled mobile robot.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.3626-3635
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• 2011

모듈러 로봇은 기존 바퀴 혹은 다리를 가지고 있는 이동용 로봇이 가지는 공간 이동의 제한성을 극복하기 위해 개발된 로봇이다. 이는 다리형 로봇의 경우 이동 속도나 지형 등에 있어 균형 잡기 등에 어려움이 존재하며, 바퀴 이동형 로봇의 경우 요철과 둔턱 등을 극복하는데 한계를 지니게 된다. 이에 비해 모듈러 로봇의 경우 형상의 변경이 용이하며 이를 통해 자유로운 이동이 가능하여 이동성능에 제약을 극복할 수 있는 로봇이다. 하지만 모듈러 로봇의 경우 구동메커니즘 뿐만 아니라 형상 변경에 따른 결합 분리 메카니즘에 대한 연구도 진행되어야 한다. 이에 본 논문에서는 네 종류의 모듈러 로봇 결합 메커니즘을 제안하였다. 또한 각 모듈러 로봇 결합 메커니즘에 따른 결합 알고리즘을 제시하였다. 그리고 제안된 구조를 실제 구현하여 구조의 유용성을 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권1호
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• pp.53-58
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• 2013

In this paper, we present a framework for collision avoidance of UGVs by vision-based control. On the image plane which is created by perspective camera rigidly attached to UAV hovering stationarily, image features of UGVs are to be controlled by our control framework so that they proceed to desired locations while avoiding collision. UGVs are assumed as unicycle wheeled mobile robots with nonholonomic constraint and they follow the image feature's movement on the ground plane with low-level controller. We used potential function method to guarantee collision prevention, and showed its stability. Simulation results are presented to validate capability and stability of the proposed framework.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.570-576
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• 2012

본 논문에서는 역진자 기구와 기립 암을 이용하여 직립주행이 가능한 이동로봇용 구동 플랫폼을 개발한다. 기존에 주류를 이루고 있는 이동로봇은 4륜 혹은 3륜으로 구동되고 있으므로 그 몸체는 정역학적으로 용이하게 안정성이 확보되는 특징을 갖고 있다. 기존의 이동로봇의 형태는 평면적으로 넓적한 형태의 정사각형 혹은 직사각형 형태를 갖고 있으므로 몸체의 조향을 위해서 독립구동륜형 혹은 조향형 차륜을 장치하고 있다. 이동로봇은 협소한 지형에서 90도로 굽은 통로를 주행할 때, 전후진을 반복하는 등 특별한 조향기법을 필요로 하거나 몸체의 평면적 때문에 물리적으로 조향이 불가능한 경우에 처하게 된다. 이 때, 이동로봇은 평면적이 작은 방향 즉, 직립된 상태로 몸체의 형상을 변형시켜 해당 지형을 주행함으로써 주행곤란 문제를 회피할 수 있다. 본 연구에서는 이동로봇의 몸체를 직립시킬 수 있는 기립 암과 역진자 기구가 결합된 구동 플랫폼을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.463-466
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• 2017

본 논문의 내용은 기존의 차륜식 로봇과는 차별화된 전-방향 구동이 가능한 모듈 개발을 통하여, 기존 모듈의 이동로봇이 가지는 단점인 측면주행성능 저하, 단순 작업주행 경로, 회전-직진 반복 주행으로 인한 불필요한 주행소요시간의 증대 등의 단점을 극복할 수 있을 것이다. 볼-벨런싱 로봇을 구동하기 위한 전-방향 구형휠 구동모듈은 3개의 로터캐스터를 이용한 로봇의 전-방향으로 구동하기 위한 동력전달 메커니즘과 주행을 위한 알고리즘 개발이 요구된다. 3DoF(축) 전-방향 이동 알고리즘이 내장된 드라이버가 모듈에 내장되고, 주행 방향 및 속도를 위한 3DoF(축)의 구동 모터 모듈이 장착된다. 이동 메커니즘으로는 각 구동바퀴의 회전 벡터 합에 따른다. 두 개 또는 세 개의 구동바퀴의 회전과 벡터 합에 따른 다양한 이동방향을 만들어 낼 수 있다. 각 구동바퀴의 회전 벡터장의 여하에 따라 다른 방향으로도 이동이 가능하다. 전-방향 이동을 위한 보다 혁신적인 전-방향 구형휠 구동모듈이 개발되면, 이동로봇의 구동부에 사용되어 로봇의 성능을 기술적으로 좀 더 향상시킬 수 있으며, 구동모듈이 적용된 전-방향로봇 플랫폼을 통하여 기존 차륜식 로봇의 경우 각종 환경에 대한 저항성으로 인해 연속 직진 성능이 저하되는 단점을 극복할 수 있어서 미주, 유럽과 같은 환경에서 적용될 수 있는 청소로봇, 이동로봇뿐만 아니라 전-방향 주행 기능이 요구되는 안내로봇, 탑승형 로봇, 이동수단 등에 필수적인 기술이 될 것이고 지능형서비스로봇 시장과 미래형 자동차시장의 확대에 기여할 수 있을 것이다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.487-495
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• 2012

In this paper, a Smart Home Service Robot, McBot II, which performs mess-cleanup function etc. in house, is designed much more optimally than other service robots. It is newly developed in much more practical system than McBot I which we had developed two years ago. One characteristic attribute of mobile platforms equipped with a set of dependent wheels is their omni- directionality and the ability to realize complex translational and rotational trajectories for agile navigation in door. An accurate coordination of steering angle and spinning rate of each wheel is necessary for a consistent motion. This paper develops trajectory controller of 3-wheels omni-directional mobile robot using fuzzy azimuth estimator. A specialized anthropomorphic robot manipulator which can be attached to the housemaid robot McBot II, is developed in this paper. This built-in type manipulator consists of both arms with 4 DOF (Degree of Freedom) each and both hands with 3 DOF each. The robotic arm is optimally designed to satisfy both the minimum mechanical size and the maximum workspace. Minimum mass and length are required for the built-in cooperated-arms system. But that makes the workspace so small. This paper proposes optimal design method to overcome the problem by using neck joint to move the arms horizontally forward/backward and waist joint to move them vertically up/down. The robotic hand, which has two fingers and a thumb, is also optimally designed in task-based concept. Finally, the good performance of the developed McBot II is confirmed through live tests of the mess-cleanup task.