Park, Sung-Yong;Park, Jong-Hun;Wang, Hai-Yun;No, Jin-Hong;Huh, Uk-Youl
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.63
no.2
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pp.277-283
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2014
This paper proposes robot localization using Fuzzy-Extended Kalman Filter algorithm of the mobile robots equipped with least sensors. In order to improve the accuracy of the localization, we usually add the sensors or equipment. However, it increases the simulation time and expenses. This paper solves this problem using only the odometer and ultrasonic sensors to get the localization with the Fuzzy-Extended Kalman Filter algorithm method. By inputting the robot's angular velocity, sensor data variation, and residual errors into the fuzzy algorithm, we get the sensor weight factor to decide the sensor's importance. The performance of the designed method shows by the simulation and Pioneer 3-DX mobile robot test in the indoor environment.
An autonomous underwater vehicle (AUV) can perform flexible operations even in complex underwater environments because of its autonomy. Localization is one of the key components of this autonomous navigation. Because the inertial navigation system of an AUV suffers from drift, observing fixed objects in an inertial reference system can enhance the localization performance. In this paper, we propose a method of AUV localization using visual measurements of underwater structures. A camera measurement model that emulates the camera’s observations of underwater structures is designed in a particle filtering framework. Then, the particle weight is updated based on the extracted visual information of the underwater structures. The proposed method is validated based on the results of experiments performed in a structured basin environment.
Based on object recognition technology, we present a new global localization method for robot navigation. For doing this, we model any indoor environment using the following visual cues with a stereo camera; view-based image features for object recognition and those 3D positions for object pose estimation. Also, we use the depth information at the horizontal centerline in image where optical axis passes through, which is similar to the data of the 2D laser range finder. Therefore, we can build a hybrid local node for a topological map that is composed of an indoor environment metric map and an object location map. Based on such modeling, we suggest a coarse-to-fine strategy for estimating the global localization of a mobile robot. The coarse pose is obtained by means of object recognition and SVD based least-squares fitting, and then its refined pose is estimated with a particle filtering algorithm. With real experiments, we show that the proposed method can be an effective vision- based global localization algorithm.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.12
no.9
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pp.861-867
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2006
This paper presents the robust mobile robot localization method exploiting redundant motion information acquired from three optical mice that are installed at the bottom of a mobile robot in a regular triangular form. First, we briefly introduce a low-cost optical motion sensor, HDNS-2000, and a commercial device driver development tools, WinDriver, to be used in this research. Second, we explain the basic principle of the mobile robot localization using the motion information from three optical mice, and propose the least squares based localization algorithm which is robust to the noisy measurement and partial malfunctioning of optical mice. Third, we describe the development of the experimental optical odometer using three PC optical mice and the user-friendly graphic monitoring program. Fourth, simulations and experiments are performed to demonstrate the validity of the proposed localization method and the operation of the developed optical odometer. Finally, along with the conclusion, we suggest some future work including the installation parameter calibration, the optical mouse remodelling, and the high-performance motion sensor adoption.
For the issue of subsurface target localization by reverse projection, a new approach of target localization with different distances based on symmetric sub-array multiple-input multiple-output (MIMO) radar is proposed in this paper. By utilizing the particularity of structure of the two symmetric sub-arrays, the received signals are jointly reconstructed to eliminate the distance information from the steering vectors. The distance-independent direction of arrival (DOA) estimates are acquired, and the localizations of subsurface targets with different distances are realized by reverse projection. According to the localization mechanism and application characteristics of the proposed algorithm, the grid zooming method based on spatial segmentation is used to optimize the locaiton efficiency. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed localization method and optimization scheme.
Kim, Tae-Gyun;Ko, Nak-Yong;Noh, Sung-Woo;Lee, Young-Pil
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.6
no.2
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pp.288-295
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2011
The paper proposes a localization method of an underwater robot using Monte Carlo Localization(MCL) approach. Localization is one of the fundamental basics for autonomous navigation of an underwater robot. The proposed method resolves the problem of accumulation of position error which is fatal to dead reckoning method. It deals with uncertainty of the robot motion and uncertainty of sensor data in probabilistic approach. Especially, it can model the nonlinear motion transition and non Gaussian probabilistic sensor characteristics. In the paper, motion model is described using Euler angles to utilize the MCL algorithm for position estimation of an underwater robot. Motion model and sensor model are implemented and the performance of the proposed method is verified through simulation.
Xulin Hu;Junling Wang;Jianwen Huo;Ying Zhou;Yunlei Guo;Li Hu
Nuclear Engineering and Technology
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v.56
no.4
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pp.1153-1164
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2024
In recent years, unmanned ground vehicles (UGVs) have been used to search for lost or stolen radioactive sources to avoid radiation exposure for operators. To achieve autonomous localization of radioactive sources, the UGVs must have the ability to automatically determine the next radiation measurement location instead of following a predefined path. Also, the radiation field of radioactive sources has to be reconstructed or inverted utilizing discrete measurements to obtain the radiation intensity distribution in the area of interest. In this study, we propose an effective source localization framework and method, in which UGVs are able to autonomously explore in the radiation area to determine the location of radioactive sources through an iterative process: path planning, radiation field reconstruction and estimation of source location. In the search process, the next radiation measurement point of the UGVs is fully predicted by the design path planning algorithm. After obtaining the measurement points and their radiation measurements, the radiation field of radioactive sources is reconstructed by the Gaussian process regression (GPR) model based on machine learning method. Based on the reconstructed radiation field, the locations of radioactive sources can be determined by the peak analysis method. The proposed method is verified through extensive simulation experiments, and the real source localization experiment on a Cs-137 point source shows that the proposed method can accurately locate the radioactive source with an error of approximately 0.30 m. The experimental results reveal the important practicality of our proposed method for source autonomous localization tasks.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.17
no.10
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pp.1059-1066
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2011
This paper makes a close inquiry into ill-conditioning that may be occurred in wireless localization of the sensor nodes based on network signals in the wireless sensor network and provides the clue for solving the problem. In order to estimate the location of a node based on the range information calculated using the signal propagation time, LS (Least Squares) method is usually used. The LS method estimates the solution that makes the squared estimation error minimal. When a nonlinear function is used for the wireless localization, ILS (Iterative Least Squares) method is used. The ILS method process the LS method iteratively after linearizing the nonlinear function at the initial nominal point. This method, however, has a problem that the final solution may converge into a LM (Local Minimum) instead of a GM (Global Minimum) according to the deployment of the fixed nodes and the initial nominal point. The conditions that cause the problem are explained and an adaptive method is presented to solve it, in this paper. It can be expected that the stable location solution can be provided in implementation of the wireless localization methods based on the results of this paper.
In this paper, we present a self-localization method for mobile robots using vertical line features of indoor environment. When a 2D map including feature points and color information is given, a mobile robot moves to the destination, and acquires images by one camera from the surroundings having vertical line edges. From the image, vertical line edges are detected, and pattern vectors meaning averaged color values of the left and right region of each line segment are computed. The pattern vectors are matched with the feature points of the map using the color information and the geometrical relationship of the points. From the perspective transformation of the corresponded points, nonlinear equations are derived. Localization is carried out from solving the equations by using Newton's method. Experimental results show that the proposed method using mono view is simple and applicable to indoor environment.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.21
no.3
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pp.220-226
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2011
This paper presents the novel work for source localization of serial multiple impacts in a plate sructure. It is difficult to identify the source of serial multiple impacts with the current source localization techenology(SLT) because of the overlapping of dispersive wave induced by multiple impacts and the reflaction from the edge of the plate. In this paper, the new method is suggested for source localization. The method is developed based on the SLT with pre-signal processing such as some limitation for the selection of three sensors, the frequency range for TFA and impact time interval. Results from numerical simulation and experiment in isotropic plate structure are presented, which show the capability of the proposed method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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