This paper proposes a common platform for an internet-based mobile robot and its operator terminal. The common platform can reduce the cost and time to develop an internet-based robot and its operator terminal. The robot performs the role of a server and its terminal a client. One operator can use this terminal to make a command and this command can be sent to the robot through a wireless network. According to given commands, the robot moves a point and sends an image by using a camera or desired information by using other sensors. The information sent from the robot can help an operator to control the robot. The mobile robot consists of two modules, main module and motion module. Main module can exchange information with the operator terminal, process information, and send a command to motion module. Each application program for one internet-based mobile robot and its operator terminal will be developed to show that the same platform can be used for them. Also, it will be shown that the robot can be controlled easily by using its operator terminal.
Military robots are expected to play an important role in the future battlefield, and will be actively engaged in dangerous, repetitive and difficult tasks. During the robots perform the tasks a human operator controls the robots in a supervisory way. The operator recognizes battlefield situations from remote robots through an interface of the operator control center, and controls them. In the meantime, operator workload, controller interface, robot automation level, and task complexity affect robot operability. In order to assess the robot operability, we have developed ROSim (Robot Operational Simulator) incorporating these operational factors. In this paper, we introduce the results of applying ROSim experimentally to the assessment of reconnaissance robot operability in a battle field. This experimental assessment shows three resulting measurements: operational control workload, operational control capability, mission success rate, and discuss its applicability to the defense robot research and development. It is expected that ROSim can contribute to the design of an operator control center and the design analysis of a human-robot team in the defense robot research and development.
In this research, a remote control system has been developed and implemented, which combines autonomous obstacle avoidance in real-time with force-reflective tele-operation. A tele-operated mobile robot is controlled by a local two-degrees-of-freedom force-reflective joystick that a human operator holds while he is monitoring the screen. In the system, the force-reflective joystick transforms the relation between a mobile robot and the environment to the operator as a virtual force which is generated in the form of a new collision vector and reflected to the operator. This reflected force makes the tele-operation of a mobile robot safe from collision in an uncertain and obstacle-cluttered remote environment. A mobile robot controlled by a local operator usually takes pictures of remote environments and sends the images back to the operator over the Internet. Because of limitations of communication bandwidth and the narrow view-angles of the camera, the operator cannot observe shadow regions and curved spaces frequently. To overcome this problem, a new form of virtual force is generated along the collision vector according to both distance and approaching velocity between an obstacle and the mobile robot, which is obtained from ultrasonic sensors. This virtual force is transferred back to the two-degrees-of-freedom master joystick over the Internet to enable a human operator to feel the geometrical relation between the mobile robot and the obstacle. It is demonstrated by experiments that this haptic reflection improves the performance of a tele-operated mobile robot significantly.
This paper presents interaction force control between a balancing robot and a human operator. The balancing robot has two wheels to generate movements on the plane. Since the balancing robot is based on position control, the robot tries to maintain a desired angle to be zero when an external force is applied. This leads to the instability of the system. Thus a hybrid force control method is employed to react the external force from the operator to guide the balancing robot to the desired position by a human operator. Therefore, when an operator applies a force to the robot, desired balancing angles should be modified to maintain stable balance. To maintain stable balance under an external force, suitable desired balancing angles are determined along with force magnitudes applied by the operator through experimental studies. Experimental studies confirm the functionality of the proposed method.
Korean Journal of Computational Design and Engineering
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v.22
no.2
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pp.162-171
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2017
Unmanned military vehicles (UMVs) are most commonly characterized as dealing with dull, dirty, and dangerous tasks with automation. Although most of the UMVs are designed to a high degree of autonomy, the human operator will still intervene in the robot's operation, and teleoperate them to achieve his or her mission. Thus, operator capacity, together with robot autonomy and user interface, is one of the most important design factors in the research and development of the UMVs. Further, communication may affect the operator task performance. In this paper, we analyze the operator performance and the communication effects on the operator performance by using the extended Petri nets, called OTSim nets. The OTSim nets was designed by the authors, being extended using pure Petri nets.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.13
no.7
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pp.631-636
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2007
An efficient obstacle avoidance algorithm is proposed in this paper to avoid dynamic obstacles using a collision vector while a tele-operated mobile robot is moving. For the verification of the algorithm, an operator watches through a monitor and controls the mobile robot with a force-reflection joystick. The force-reflection joystick transmits a virtual force to the operator through the Inter-net, which is generated by an adaptive impedance algorithm. To keep the mobile robot safe from collisions in an uncertain environment, the adaptive impedance algorithm generates the virtual force which changes the command of the operator by pushing the operator's hand to a direction to avoid the obstacle. In the conventional virtual force algorithm, the avoidance of moving obstacles was not solved since the operator cannot recognize the environment realistically by the limited communication bandwidth and the narrow view-angle of the camera. To achieve the dynamic obstacle avoidance, the adaptive virtual force algorithm is proposed based on the collision vector that is a normal vector from the obstacle to the mobile robot. To verify the effectiveness of the proposed algorithm, mobile robot navigation experiments with multiple moving obstacles have been performed, and the results are demonstrated.
A virtual reality system is implemented for the operator supervising a robot's operation at a remote site. For this implementation, a two D.O.F force-reflective joystick is designed to reflect the force/torque measured at the end of robotic manipulator and to generate the motion command for the robot by the operator using this joystick. In addition, the visual information that is captured by a CCD camera, is transmitted to the remote operator and is displayed on a CRT monitor. The operator who is holding the force reflective joystick and watching the CRT monitor can resolve unexpected problems that the robot confronts with. That is, the robot performs the tasks autonomously unless it confronts with unexpected events that can be resolved by only the operator. To demonstrate the feasibility of this system, a remote peg-in-hole operation is implemented and the experimental data are shown.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.3
no.2
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pp.244-250
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2003
In this paper, the relationship between a slave robot and the uncertain remote environment is modeled as the impedance to generate the virtual force to feed back to the operator. For the control of a tele-operated mobile robot equipped with camera, the tele-operated mobile robot take pictures of remote environment and sends the visual information back to the operator over the Internet. Because of the limitation of communication bandwidth and narrow view-angles of camera, it is not possible to watch the environment clearly, especially shadow and curved areas. To overcome this problem, the virtual force is generated according to both the distance between the obstacle and robot and the approaching velocity of the obstacle. This virtual force is transferred back to the master over the Internet and the master(two degrees of freedom joystick), which can generate force, enables a human operator to estimate the position of obstacle in the remote environment. By holding this master, in spite of limited visual information, the operator can feel the spatial sense against the remote environment. This force reflection improves the performance of a tele-operated mobile robot significantly.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.9
no.8
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pp.585-591
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2003
A virtual force is generated and fed back to the operator to make the teleoperation more reliable, which reflects the relationship between a slave robot and an uncertain remote environment as a form of an impedance. In general, for the teleoperation, the teleoperated mobile robot takes pictures of the remote environment and sends the visual information back to the operator over the Internet. Because of the limitations of communication bandwidth and narrow view-angles of camera, it is not possible to watch certain regions, for examples, the shadow and curved areas. To overcome this problem, a virtual force is generated according to both the distance between the obstacle and the robot and the approaching velocity of the obstacle w.r.t the collision vector based on the ultrasonic sensor data. This virtual force is transferred back to the master (two degrees of freedom joystick) over the Internet to enable a human operator to estimate the position of obstacle at the remote site. By holding this master, in spite of limited visual information, the operator can feel the spatial sense against the remote environment. It is demonstrated by experiments that this collision vector based haptic reflection improves the performance of teleoperated mobile robot significantly.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.13
no.11
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pp.1137-1145
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2007
Palletizing tasks are necessary to promote efficient storage and shipping of boxed products. These tasks, however, involve some of the most monotonous and physically demanding labor in the factory. Thus, many types of robot palletizing systems have been developed, although many robot motion commands still depend on the teach pendant. That is, the operator inputs the motion command lines one by one. This is very troublesome and, most importantly, the user must know how to type the code. We propose a new GUI(Graphic User Interface) for the palletizing system that is more convenient. To do this, we used the PLP "Fast Algorithm" and 3-D auto-patterning visualization. The 3-D patterning process includes the following steps. First, an operator can identify the results of the task and edit them. Second, the operator passes the position values of objects to a robot simulator. Using those positions, a palletizing operation can be simulated. We chose a widely used industrial model and analyzed the kinematics and dynamics to create a robot simulator. In this paper we propose a 3-D patterning algorithm, 3-D robot-palletizing simulator, and modified trajectory generation algorithm, an "overlapped method" to reduce the computing load.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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