• 전자공학회논문지CI
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• 제47권2호
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• pp.54-64
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• 2010

위치측정은 사용자나 사물에게 주변 환경에 대한 인식을 가능케 하는 기본적인 요소이기 때문에 센서네트워크 환경에서는 가장 핵심적인 요소이다. 기존 위치측정 기법은 크게 Range-based방식과 Range-free방식으로 나눌 수 있다. Range-based방식은 전파의 불규칙하고 추가 장비가 필요한 반면에 Range-free방식은 능동적인 통신을 수단으로 위치를 측정하므로 자원제약적인 센서네트워크에서는 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나 위치측정의 정확성이 주변노드의 수에 따라 크게 좌우된다. 특히 밀집도가 낮은 센서네트워크 환경에서는 위치측정의 정확성이 매우 낮다. 본 논문에서 제안된 DRTS(Distributed Range-hybrid Tracking Scheme)는 Range-based와 Range-free방식을 혼합하고 주변노드의 위치와 통신범위 및 세기정보를 최대한 활용하여 이동물체를 추적할 수 있는 기법을 제시한다. 특히 주변노드를 최대한 활용한 효율적인 위치측정기법과 제안된 EGP(Estimative Gird Points)의 예측기법을 활용하여 위치추적의 정확성을 획기적으로 개선할 수 있는 방안을 제시한다. 그리고 시뮬레이션 결과를 통해 기존 위치추적 알고리즘 보다 추적의 정확도 관점에서 제안된 기법의 성능이 우수함을 증명하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.1132-1135
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• 1996

The objective of this paper is to make a model-based map for the localization of an autonomous mobile robot(AMR) from ultrasonic sensor measurements, that are acquired when the AMR explores unknown indoors. First, the AMR navigates on unknown space by wall-following and gathers range data from the ultrasonic sensor. Then, the range data are converted to a wall-marked gird map, from which lines representing the walls are extracted using the Hough transform. This process is implemented on an AMR having an ultrasonic sensor, and a preliminary experimental result is presented.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권1호
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• pp.33-42
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• 2013

본 논문에서는 비등방성 센서 네트워크에서 노드 간 연결 정보만을 이용하여 일반노드의 위치를 찾는 다중 홉 Range-free 측위 알고리즘을 제안한다. 제안하는 측위 알고리즘에서 일반노드는 자신과 앵커노드 쌍이 이루는 최단경로의 측정 홉 수와 기대 홉 수를 비교하여 최단경로의 우회 정도를 측정하고, 우회 정도에 따라 자신으로부터 앵커노드까지의 거리를 추정한다. 일반노드는 이러한 과정을 네트워크의 모든 앵커노드 쌍에 대하여 반복하며, 획득한 거리 정보를 사용하여 위치를 추정한다. 제안하는 알고리즘은 기존의 Range-free 알고리즘에 비해 적은 수의 앵커노드를 필요로 하며, 적은 통신 오버헤드를 갖는다. 마지막으로 성능평가를 위하여 MATLAB 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존의 Range-free 측위 알고리즘에 비해 향상된 위치정확도를 보였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.785-798
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• 2004

This paper introduces the development of a range sensor based integrated navigation system for a multi-functional indoor service robot, called PSR (Public Service Robot System). The proposed navigation system includes hardware integration for sensors and actuators, the development of crucial navigation algorithms like mapping, localization, and path planning, and planning scheme such as error/fault handling. Major advantages of the proposed system are as follows: 1) A range sensor based generalized navigation system. 2) No need for the modification of environments. 3) Intelligent navigation-related components. 4) Framework supporting the selection of multiple behaviors and error/fault handling schemes. Experimental results are presented in order to show the feasibility of the proposed navigation system. The result of this research has been successfully applied to our three service robots in a variety of task domains including a delivery, a patrol, a guide, and a floor cleaning task.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.750-757
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• 2011

센서 네트워크는 보통 넓은 지역에 조밀하게 센서 노드들이 분포되어 있는 형태로 구성된다. 이런 센서 노드들은 광활한 지역에 분포되는 관계로 초기에 헬기 등 기타 항공기를 이용해서 뿌려지는 것이 일반적이다. 각 센서 노드들은 특정 임무를 수행하며 획득된 정보를 자신의 위치 정보와 함께 최종 사용자에게 전달되는 형태로 운용된다. 여기서 노드들의 위치 정보가 필요하다. 본 논문은 센서 네트워크에서 헬기의 비콘 신호를 이용하여 센서 노드 사이의 거리정보를 필요로 하지 않는 알고리즘을 제안하였다. 센서 노드들은 위치를 계산하기 위해 헬기가 보내주는 주기적인 비콘 신호를 수신한다. 비콘 신호를 메모리에 저장하고 있다가 조건에 만족하는 다른 비콘 신호가 수신되면 이를 통해 자신의 위치를 추측한다. 이를 위해 본 논문에서는 기하학적 성질(현의 수직이등분)을 이용하였다. 기존에 존재하는 range-free 방식의 알고리즘과 비교 분석을 통해 제안하는 알고리즘의 정밀성을 입증하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권10호
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• pp.4971-4987
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• 2019

Node localization is the basic task of underwater wireless sensor networks (UWSNs). Most of the existing underwater localization methods rely on ranging accuracy. Due to the special environment conditions in the ocean, beacon nodes are difficult to deploy accurately. The narrow bandwidth and high delay of the underwater acoustic communication channel lead to large errors. In order to reduce the ranging error and improve the positioning accuracy, we propose a localization algorithm based on ranging correction and inertial coordination. The algorithm can be divided into two parts, Range Correction based Localization algorithm (RCL) and Inertial Coordination based Localization algorithm (ICL). RCL uses the geometric relationship between the node positions to correct the ranging error and obtain the exact node position. However, when the unknown node deviates from the deployment area with the movement of the water flow, it cannot communicate with enough beacon nodes in a certain period of time. In this case, the node uses ICL algorithm to combine position data with motion information of neighbor nodes to update its position. The simulation results show that the proposed algorithm greatly improves the positioning accuracy of unknown nodes compared with the existing localization methods.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권1호
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• pp.215-236
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• 2017

Obtaining accurate location information is important in practical applications of wireless sensor networks (WSNs). The distance vector hop (DV-Hop) is a frequently-used range-free localization algorithm in WSNs, but it has low localization accuracy. Moreover, despite various improvements to DV-Hop-based localization algorithms, maintaining a balance between high localization accuracy and good stability and convergence is still a challenge. To overcome these shortcomings, we proposed an improved DV-Hop localization algorithm based on the bat algorithm (IBDV-Hop) for WSNs. The IBDV-Hop algorithm incorporates optimization methods that enhance the accuracy of the average hop distance and fitness function. We also introduce a nonlinear dynamic inertial weight strategy to extend the global search scope and increase the local search accuracy. Moreover, we develop an updated solutions strategy that avoids premature convergence by the IBDV-Hop algorithm. Both theoretical analysis and simulation results show that the IBDV-Hop algorithm achieves higher localization accuracy than the original DV-Hop algorithm and other improved algorithms. The IBDV-Hop algorithm also exhibits good stability, search capability and convergence, and it requires little additional time complexity and energy consumption.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.277-278
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• 2008

Localization system is an important problem for Wireless Sensor Networks(WSN). Since the sensor nodes are limited, the range-based that uses the special device for localization is unsuitable in WSN. DV-Hop is one of the range-free localization algorithm using hop-distance and number of hop count. But Its disadvantage is that it spend large communication cost in scalable sensor nodes. We propose a simple algorithm to reduce the communication cost, using the smallest number of hop count.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.381-390
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• 2010

This paper describes a procedure of the map-based localization for mobile robots by using a sensor fusion technique in structured environments. A combination of various sensors with different characteristics and limited sensibility has advantages in view of complementariness and cooperation to obtain better information on the environment. In this paper, for robust self-localization of a mobile robot with a monocular camera and a laser structured light sensor, environment information acquired from two sensors is combined and fused by a Bayesian sensor fusion technique based on the probabilistic reliability function of each sensor predefined through experiments. For the self-localization using the monocular vision, the robot utilizes image features consisting of vertical edge lines from input camera images, and they are used as natural landmark points in self-localization process. However, in case of using the laser structured light sensor, it utilizes geometrical features composed of corners and planes as natural landmark shapes during this process, which are extracted from range data at a constant height from the navigation floor. Although only each feature group of them is sometimes useful to localize mobile robots, all features from the two sensors are simultaneously used and fused in term of information for reliable localization under various environment conditions. To verify the advantage of using multi-sensor fusion, a series of experiments are performed, and experimental results are discussed in detail.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권6호
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• pp.431-443
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• 2010

본 논문에서는 제한된 무선 센서 네트워크 영역에서의 물리적인 현상을 사용하여 저 비용으로 객체의 위치를 파악할 수 있는 거리 비종속 위치추정 방식의 대표격인 Approximate Point in Triangle(APIT) 기법에서 발생할 수 있는 위치추정 오차를 줄일 수 있는 확장된-APIT(e-APIT) 기법을 제안한다. 구체적으로는 타겟이 존재하는 영역 추출을 위한 새로운 테스트 방법을 제안하고, 이를 이용해 APIT에서 발생활 수 있는 영역 판단 오류를 최소화 시킨다. 또한 타겟의 주변 환경 정보를 이용하여 추정된 영역을 좁힘으로써 위치추정 오차를 감소시킬 수 있는 방법도 제시한다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안하는 확장-APIT 방식을 사용할 경우 기존의 APIT 방식을 사용할 경우보다 위치 추정의 정확도가 현격히 향상될 수 있는 것으로 파악되었다.