In this paper, a global and local flight path system for autonomous flight of the UAV is proposed. The overall system is based on the ROS robot operating system. The UAV in-built computer detects obstacles through 2-D Lidar and generates real-time local path and global path based on VFH and Modified $RRT^*$-Smart, respectively. Additionally, a movement command is issued based on the generated path on the UAV flight controller. The ground station computer receives the obstacle information and generates a 2-D SLAM map, transmits the destination point to the embedded computer, and manages the state of the UAV. The autonomous UAV flight system of the is verified through a simulator and actual flight.
In recent years, automated vehicles have garnered attention in the multidisciplinary research field, promising increased safety on the road and new opportunities for passengers. High-Definition (HD) maps have been in development for many years as they offer roadmaps with inch-perfect accuracy and high environmental fidelity, containing precise information about pedestrian crossings, traffic lights/signs, barriers, and more. Demonstrating autonomous driving requires verification of driving on actual roads, but this can be challenging, time-consuming, and costly. To overcome these obstacles, creating HD maps of real roads in a simulation and conducting virtual driving has become an alternative solution. However, existing HD maps using high-precision data are expensive and time-consuming to build, which limits their verification in various environments and on different roads. Thus, it is challenging to demonstrate autonomous driving on anything other than extremely limited roads and environments. In this paper, we propose a new and simple method for implementing HD maps that are more accessible for autonomous driving demonstrations. Our HD map combines the CARLA simulator and OpenStreetMap (OSM) data, which are both open-source, allowing for the creation of HD maps containing high-accuracy road information globally with minimal dependence. Our results show that our easily accessible HD map has an accuracy of 98.28% for longitudinal length on straight roads and 98.42% on curved roads. Moreover, the accuracy for the lateral direction for the road width represented 100% compared to the manual method reflected with the exact road data. The proposed method can contribute to the advancement of autonomous driving and enable its demonstration in diverse environments and on various roads.
Recently, there has been much interest in practical use of standardized HD map that can effectively define roads, lanes, junctions, road signs, and road facilities in autonomous driving. Various kinds of de jure or de facto standards such as ISO 22726-1, ISO 14296, HERE HD Live map, NDS open lane model, OpenDRIVE, and NGII HD map are currently being used. However, there are lots of differences in data modeling among these standards, it makes difficult to use them together in autonomous driving. Therefore, we propose a data model conversion method to enable an efficient use of various kinds of HD map standards in autonomous driving in this study. Specifically, we propose a conversion method between the NGII HD map model, which is easily accessible in the country, and the OpenDRIVE model, which is commonly used in the autonomous driving industry. The proposed method consists of simple conversion of NGII HD map layers into OpenDRIVE objects, new OpenDRIVE objects creation corresponding to NGII HD map layers, and linear transformation of NGII HD map layers for OpenDRIVE objects creation. Finally, we converted some test data of NGII HD map into OpenDRIVE objects, and checked the conversion results through Carla simulator. We expect that the proposed method will greatly contribute to improving the use of NGII HD map in autonomous driving.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.30
no.1
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pp.74-81
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2024
In the near future, autonomous ships, ships controlled by shore remote control centers, and ships operated by navigators will coexist and operate the sea together. In the advent of this situation, a method is required to evaluate the safety of the maritime traffic environment. Therefore, in this study, a plan to evaluate the safety of navigation through ship control simulation was proposed in a maritime environment, where ships directly controlled by navigators and autonomous ships coexisted, using autonomous operation technology. Own ship was designed to have autonomous operational functions by learning the MMG model based on the six-DOF motion with the PPO algorithm, an in-depth reinforcement learning technique. The target ship constructed maritime traffic modeling data based on the maritime traffic data of the sea area to be evaluated and designed autonomous operational functions to be implemented in a simulation space. A numerical model was established by collecting date on tide, wave, current, and wind from the maritime meteorological database. A maritime meteorology model was created based on this and designed to reproduce maritime meteorology on the simulator. Finally, the safety evaluation proposed a system that enabled the risk of collision through vessel traffic flow simulation in ship control simulation while maintaining the existing evaluation method.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.18
no.1
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pp.63-71
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2013
This paper describes the coordinated droop control method for stand-alone type DC micro-grid to improve reliability and utilization of distributed generations and energy storage. The stand-alone type DC micro-grid consists of several distributed generations such as a wind power generation, solar power and micro-turbine, and energy storage. The proposed method which is based on autonomous control method shows high reliability and stability through coordinated droop control of distributed generations and energy storage and also capability of battery management. The operation of stand-alone type DC micro-grid was analyzed using detail simulation model with PSCAD/EMTDC software. Based on simulation results, a hardware simulator was built and tested with commercially available components and performance of system was verified.
This paper presents the design and operation of an autonomous robot for pyroprocess automation, which requires unique approaches beyond those used in industrial applications to achieve the desired performance. Maintaining an extremely dry atmosphere is crucial to handle various materials, including chloride, and an autonomous system ensures this dry environment. The drying room dehumidifier was carefully selected and designed to generate dry air, and different types of dry air conditioning performance were evaluated, including assessing worker accessibility inside the mock-up to determine the system's feasibility. Containers used for process materials were modified to fit the gripper system of the gantry robot for automation. The loading and unloading of process materials in each equipment were automatically performed to connect the process equipment with the robotic system. The gantry robot primarily operated through macro motion to approach waypoints containing process materials, eliminating the need for precise approach motion. The robot's tapered jaw design allowed it to grasp the target object even with imperfect positioning. Robot motions were programmed using a robot simulator for initial positioning and motion planning, and real accuracy was tested in a mock-up facility using the OPC platform.
Jungho Bae;Youngil Lee;Dohyun Kim;Heesoo Kim;Myoungyoung Kim;Myungjun Kim;Heeyoung Kim
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.27
no.5
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pp.619-627
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2024
As AI technology advances, interest in performing multi-robot autonomous missions for manned-unmanned teaming (MUM-T) is increasing. In order to develop autonomous mission performance technology for multiple robots, simulation technology that reflects the characteristics of real robots and can flexibly apply various missions is needed. Additionally, in order to solve complex non-linear tasks, an API must be provided to apply multi-robot reinforcement learning technology, which is currently under active research. In this study, we propose the campaign model to flexibly simulate the missions of multiple robots. We then discuss the results of developing a simulation environment that can be edited and run and provides a reinforcement learning API including acceleration performance. The proposed simulated control module and simulated environment were verified using an enemy infiltration scenario, and parallel processing performance for efficient reinforcement learning was confirmed through experiments.
Kim, Kyu-Beom;Jo, Hyung-Seok;Kim, Young-Jung;Min, Byung-Chan
Science of Emotion and Sensibility
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v.23
no.2
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pp.3-12
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2020
The purpose of this work is to suggest the optimal color temperature, which induces a sense of comfort for autonomous vehicle users through the analysis of biosignal using electroencephalography (EEG) and photoplethysmography (PPG). To achieve this purpose, we applied lighting with a color temperature of 3000 K, 4000 K, 5000 K, and 6000 K to the autonomous driving environment. We experimented in a laboratory equipped with a graphic driving simulator. The experimental procedure is as follows: 1) stabilization (5 min). 2) Uchida-Kraepelin test (3 min). 3) Automatic driving + lighting (3 min). This procedure was repeated four times under different color temperatures. We performed frequency analysis on a collected time-series data and calculated the power value for each frequency band through power spectrum analysis. In the case of EEG, we analyzed α- and β-waves, which are indicators of stability and arousal, respectively. In the case of PPG, we analyzed the sympathetic nervous system activity. To reduce deviations between the subjects, we normalized the data before analysis. The result of the first analysis revealed that α-wave increased only at 5000 K, while the β-wave increased at almost all color temperatures. In addition, in the case of PPG, sympathetic nervous system activity (SNSA) increased under driving conditions. The result of the second analysis revealed that the difference between β-wave and SNSA is insignificant. In conclusion, the increase in α-waves showed that EEG was most stable at 5000 K. The results of this study can be applied to the upcoming autonomous driving era to induce high driver satisfaction. Furthermore, this approach could eventually lead to the acceptance of autonomous vehicles by suggesting a positive effect of autonomous driving.
Recently, there has been a significant interest in the development of autonomous driving simulation environment based on digital twin. In the development of such digital twin-based simulation environment, many researches has been conducted not only performance and functionality validation of autonomous driving, but also generation of virtual training data for deep learning. However, such digital twin-based autonomous driving simulation system has the problem of requiring a significant amount of time and cost for the system development and the data construction. Therefore, in this research, we aim to propose a method for rapidly designing and implementing a digital twin-based autonomous driving simulation system, using only the existing 3D models and high-definition map. Specifically, we propose a method for integrating 3D model of FBX and NGII HD Map for the Busan EDC area into CARLA, and a method for adding and modifying CARLA functions. The results of this research show that it is possible to rapidly design and implement the simulation system at a low cost by using the existing 3D models and NGII HD map. Also, the results show that our system can support various functions such as simulation scenario configuration, user-defined driving, and real-time simulation of traffic light states. We expect that usability of the system will be significantly improved when it is applied to broader geographical area in the future.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.19
no.6
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pp.666-673
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2013
This paper proposes the performance evaluation test of attitude heading reference system (AHRS) suitable for small high speed autonomous underwater vehicle(AUV). Although IMU can provides the detail attitude information, it is sometime not suitable for small AUV with short operation time in view of price and the electrical power consumption. One of alternative for tactical grade IMU is the AHRS based micro-machined electro mechanical system(MEMS) which can overcome many problems that have inhibited the adoption of inertial system for small AUV such as cost and power consumption. A cost effective and small size AHRS which incorporates measurements from 3-axis MEMS gyroscopes, accelerometers, and 3-axis magnetometers has been developed to provide a complete attitude solution for AUV and the attitude calculation algorithm is derived based the coordinate transform equation and Kalman filter. The developed AHRS was validated through various performance tests as like the magnetometer calibration, operating experiments using land mobile vehicle and flight motion simulator (FMS). The test of magnetometer calibration shows the developed MEMS AHRS is robust to the external magent field change and the test with land vehicle proves the leveling error of developed MEMS AHRS is below $0.5^{\circ}/hr$. The results of FMS test shows the fact that AHRS provides the measurement with $0.5^{\circ}/hr$ error during 5 minutes operation time. These results of performance evaluation tests showed that the developed AHRS provides attitude information which error of roll and pitch are below $1^{\circ}$ and the error of yaw is below $5^{\circ}$ and satisfies the required specification. It is expected that developed AHRS can provide the precise attitude measurement under sea trial with real AUV.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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