• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제15권5호
• /
• pp.580-591
• /
• 2001

This paper proposes a fuzzy-sliding mode control which is designed by a self tuning fuzzy inference method based on a genetic algorithm. Using the method, the number of inference rules and the shape of the membership functions of the proposed fuzzy-sliding mode control are optimized without the aid of an expert in robotics. The fuzzy outputs of the consequent part are updated by the gradient descent method. It is further guaranteed that the selected solution becomes the global optimal solution by optimizing Akaikes information criterion expressing the quality of the inference rules. In order to evaluate the learning performance of the proposed fuzzy-sliding mode control based on a genetic algorithm, a trajectory tracking simulation of the polishing robot is carried out. Simulation results show that the optimal fuzzy inference rules are automatically selected by the genetic algorithm and the trajectory control result is similar to the result of the fuzzy-sliding mode control which is selected through trial error by an expert. Therefore, a designer who does not have expert knowledge of robot systems can design the fuzzy-sliding mode controller using the proposed self tuning fuzzy inference method based on the genetic algorithm.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.140-146
• /
• 2007

This paper demonstrates the development of a mobile robot for patrol. We fuse differential GPS, angle sensor and odometry data using the framework of extended Kalman filter to localize a mobile robot in outdoor environments. An important feature of road environment is the existence of curbs. So, we also propose an algorithm to find out the position of curbs from laser range finder data using Hough transform. The mobile robot builds the map of the curbs of roads and the map is used fur tracking and localization. The patrol robot system consists of a mobile robot and a control station. The mobile robot sends the image data from a camera to the control station. The remote control station receives and displays the image data. Also, the patrol robot system can be used in two modes, teleoperated or autonomous. In teleoperated mode, the teleoperator commands the mobile robot based on the image data. On the other hand, in autonomous mode, the mobile robot has to autonomously track the predefined waypoints. So, we have designed a path tracking controller to track the path. We have been able to confirm that the proposed algorithms show proper performances in outdoor environment through experiments in the road.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제19권7호
• /
• pp.605-613
• /
• 2013

This research proposes a vibration pattern algorithm to implement the haptic joystick to control a mobile robot at the remote site without watching the navigation environment. When the user cannot watch the navigation environment of the mobile robot, the user may rely on the haptic joystick solely to avoid obstacles and to guide the mobile robot to the target. To generate vibration patterns, there is a vibration motor at the bottom of the joystick which is held by the user to control the motion direction of the mobile robot remotely. When the mobile robot approaches to an obstacle, a pattern of vibration is generated by the motor, and by feeling the vibration pattern which is determined by the relative position of the mobile robot to the obstacle, the user can move the joystick to avoid the collision to the obstacle for the mobile robot. To generate the vibration patterns to convey the relative location of the obstacle near the mobile robot to the user, Fuzzy interferences have been utilized. To measure the distance and location of the obstacle near the mobile robot, ultrasonic sensors with the ring structure have been adopted and they are attached at the front and back sides of the mobile robot. The precise location of the obstacle is obtained by fusing the multiple data from ultrasonic sensors. Effectiveness of the proposed algorithm has been verified through the real experiments and the results are demonstrated.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권4호
• /
• pp.447-459
• /
• 2013

실제 산업현장에서 비젼 시스템을 적용하기에는 로봇 비젼 제어알고리즘의 기구학모델의 정확도, 로봇이 움직이는 동안 카메라 초점거리와 방위에 대한 보정, 3 차원 물리적 좌표에서 2 차원 카메라 좌표로의 매핑에 대한 이해 등 해결해야 할 많은 문제점들이 있다. 본 논문에 제안된 비젼 시스템 모델은 카메라와 로봇 사이의 상대적인 위치가 알려지지 않아도 제어가 가능하고, 카메라 보정 문제를 해결하기 위해 6 개의 카메라 매개변수를 가지는 비젼 시스템 모델을 제시하였으며, 이를 이용하여 로봇 비젼 제어알고리즘 개발에 N-R 방법과 EKF 방법을 적용하였다. 최종적으로 N-R 과 EKF 방법에 의하여 개발된 로봇 비젼 제어 알고리즘의 위치 정밀도와 데이터 처리 시간을 얇은 막대 배치작업을 수행하여 비교하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권1호
• /
• pp.261-268
• /
• 2013

본 논문은 지능형 보행보조로봇이 횡단경사면주행에 있어 직진성 향상 알고리즘을 제안한다. 보행보조로봇은 횡단경사면주행시 로봇의 무게와 경사도에 의해 발생되어지는 회전모멘트의 영향을 받아 경로 이탈을 하게 된다. 이를 보정하기 위해 사용자가 입력하는 목표 회전각속도와 로봇의 회전각속도와의 비교를 통해 각 구동축에 가중치를 인가하는 알고리즘을 적용하였다. 제안한 보정 제어기를 실\제 보행보조로봇에 적용한 결과 횡단경사면 이동시 Yaw 축 이탈거리는 무보정 실험의 경우 발산하지만 Yaw 보정 알고리즘을 적용하였을 경우에는 이탈거리가 최대 20cm 이내로 안정적인 주행을 하는 것을 확인할 수 있었으며, 이탈거리 변화율 또한 300cm 이후 안정화되어 더 이상의 변화가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제47권1호
• /
• pp.67-75
• /
• 2010

본 논문에서는 실외환경에서 주행하는 이동로봇의 위치를 추정하는 알고리즘을 제안한다. 실외환경은 실내와 다르게 바닥이 고르지 않고, 경사진 지형 등 지면에 대한 불확실성을 포함한다. 이러한 환경에서 로봇의 진행 방향을 추정하기 위해 magnetic 센서 또는 IMU(Inertial Measurement Unit)가 예전부터 많이 사용되어 왔다. Magnetic 센서는 진행방향에 대한 절대 각도를 알려주며, IMU는 센서 내부에서 자이로스코프와 가속도계, 전자 나침반을 사용하여 각도 정보를 제공한다. 하지만 본 연구에 사용된 이동로봇은 전기자동차로써 자기장의 영향을 많이 받기 때문에 위 두 센서를 사용할 수가 없는 실정이다. 그래서 자기장의 영향을 받지 않는 1축 자이로 센서 3개를 이용한 자이로 모듈을 구성하여 진행방향을 추정하는 알고리즘을 구현하였다. GPS와 엔코더, 자이로 센서 모듈 등을 통해 얻은 정보를 융합하여 확장 칼만 필터 알고리즘에 의한 이동로봇의 위치추정 알고리즘을 개발하였고 실험을 통하여 제안한 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제13권10호
• /
• pp.949-955
• /
• 2007

This paper proposes an efficient localization algorithm in the RFID sensor space for the precise localization of a mobile robot. The RFID sensor space consists of embedded sensors and a mobile robot. The embedded sensors, that is tags are holding the absolute position data and provide them to the robot which carries a reader and requests the absolute position fur localization. The reader, it is called as antenna usually, gets several tag data at the same time within its readable range. It takes time to read all the tags and to process the data to estimate the position, which is a major factor to deteriorate the localization accuracy. In this paper, an efficient algorithm to estimate the position and orientation of the mobile robot as quickly as possible has been proposed. Along with the algorithm, a new allocation of the tags in the RFID sensor space is also proposed to improve the localization accuracy. The proposed algorithms are demonstrated and verified through the real experiments.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.27-35
• /
• 1998

자율 주행 로봇이 주어진 환경에 대한 정보를 이용하여 장애물을 회피하며 안전하고 효율적으로 목표지점까지 주행하기 위해서는 최적의 이동 경로가 생성되어야 한다. 본 논문에서는 유전 알고리즘을 이용하여 고정 및 움직이는 장애물이 존재하는 작업환경 내에서 전역경로 계획, 지역경로 계획을 결정하는 방법을 제안한다. 이동 로봇은 유전 알고리즘을 이용하여 먼저 최적의 전역 경로를 탐색하고 미지의 장애물을 발견하면 이와 충돌을 회피하기 위해 새로운 지역 경로를 탐색한다. 또한 움직이는 장애물이 작업공한내 존재하면 이동 로봇은 이를 피하기 위해 최적의 경로를 탐색한다. 본 논문에서는 제안한 유전 알고리즘은 기존의 알고리즘에 비해 국부적 최소 값에 빠지지 않고 경로 탐색능력이 효율적임을 확인하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.49-55
• /
• 2017

This study proposes a new approach to Control and trajectory generation of a 8 DOF human robot arm with computational complexity and singularity problem. To deal with such problems, analytical methods for a redundant robot arm have been researched to enhance the performance of research, we propose an analytical kinematics algorithm for a 8 DOF bipped dual robot arm. Using this algorithm, it is possible to generate a trajectory passing through the singular points and intuitively move the elbow without regarding to the end-effector pose. Performance of the proposed algorithm was verified by simulation test with various conditions. It has been verified that the trajectory planning using this algorithm.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제10권9호
• /
• pp.833-839
• /
• 2004

This paper proposes a method that minimizes the consumed energy by searching the optimal locations of the mass centers of links composing of a biped robot using Real-Coded Genetic Algorithm. Generally, in order to utilize optimization algorithms, the system model and design variables must be defined. Firstly, the proposed model is a 6-DOF biped robot composed of seven links, since many of the essential characteristics of the human walking motion can be captured with a seven-link planar biped walking in the saggital plane. Next, Fourth order polynomials are used for basis functions to approximate the walking gait. The coefficients of the fourth order polynomials are defined as design variables. In order to use the method generating the optimal gait trajectory by searching the locations of mass centers of links, three variables are added to the total number of design variables. Real-Coded GA is used for optimization algorithm by reason of many advantages. Simulations and the comparison of three methods to generate gait trajectories including the GCIPM were performed. They show that the proposed method can decrease the consumed energy remarkably and be applied during the design phase of a robot actually.