• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2003년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.37-44
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• 2003

The aim of this research was performance of Web-based real time DGPS using MS visual basic 6.0 Active X control. This system supported the navigation of rover by transmitting the DGPS correction information of base station via internet and monitored the moving of rover by displaying the corrected results received from rover as well as permitting Web users monitoring for rover. The Web-based DGPS server and the client system using MS visual basic 6.0 Active X control for DGPS displayed on Web-browser with the pre analysis was constructed and the system loading test via Web-browser was performed after debugging this system through the static GPS test and publishing it on Web. Also, the wireless internet DGPS test on Web by changing the distance between a base station and a rover was carried out. As the result of the test, the real time DGPS could be performed by transmitting the correction message which calculated from the server system to the client system continually. The rover could be managed by displaying the location information which received from the client system. Other users also could monitor the rover by connecting with this system via internet in real time.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제29권4호
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• pp.413-422
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• 2012

In recent years, a number of missions have been planned and conducted worldwide on the planets such as Mars, which involves the unmanned robotic exploration with the use of rover. The rover is an important system for unmanned planetary exploration, performing the locomotion and sample collection and analysis at the exploration target of the planetary surface designated by the operator. This study investigates the development of mobility system for the rover ground model necessary to the planetary surface exploration for the benefit of future planetary exploration mission in Korea. First, the requirements for the rover mobility system are summarized and a new mechanism is proposed for a stable performance on rough terrain which consists of the passive suspension system with 8 wheeled double 4-bar linkage (DFBL), followed by the performance evaluation for the mechanism of the mobility system based on the shape design and simulation. The proposed mobility system DFBL was compared with the Rocker-Bogie suspension system of US space agency National Aeronautics and Space Administration and 8 wheeled mobility system CRAB8 developed in Switzerland, using the simulation to demonstrate the superiority with respect to the stability of locomotion. On the basis of the simulation results, a general system configuration was proposed and designed for the rover manufacture.

• 로봇학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.65-73
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• 2019

In this paper, we propose an algorithm that estimates the location of lunar rover using IMU and vision system instead of the dead-reckoning method using IMU and encoder, which is difficult to estimate the exact distance due to the accumulated error and slip. First, in the lunar environment, magnetic fields are not uniform, unlike the Earth, so only acceleration and gyro sensor data were used for the localization. These data were applied to extended kalman filter to estimate Roll, Pitch, Yaw Euler angles of the exploration rover. Also, the lunar module has special color which can not be seen in the lunar environment. Therefore, the lunar module were correctly recognized by applying the HSV color filter to the stereo image taken by lunar rover. Then, the distance between the exploration rover and the lunar module was estimated through SIFT feature point matching algorithm and geometry. Finally, the estimated Euler angles and distances were used to estimate the current position of the rover from the lunar module. The performance of the proposed algorithm was been compared to the conventional algorithm to show the superiority of the proposed algorithm.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제29권4호
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• pp.381-387
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• 2012

The planetary exploration rover executes various missions after moving to the target point in an unknown environment in the shortest distance. Such missions include the researches for geological and climatic conditions as well as the existence of water or living creatures. If there is any obstacle on the way, it is detected by such sensors as ultrasonic sensor, infrared light sensor, stereo vision, and laser ranger finder. After the obtained data is transferred to the main controller of the rover, decisions can be made to either overcome or avoid the obstacle on the way based on the operating algorithm of the rover. All the planetary exploration rovers which have been developed until now receive the information of the height or width of the obstacle from such sensors before analyzing it in order to find out whether it is possible to overcome the obstacle or not. If it is decided to be better to overcome the obstacle in terms of the operating safety and the electric consumption of the rover, it is generally made to overcome it. Therefore, for the purpose of carrying out the planetary exploration task, it is necessary to design the proper suspension system of the rover which enables it to safely overcome any obstacle on the way on the surface in any unknown environment. This study focuses on the design of the new double 4-bar linkage type of suspension system applied to the Korea Aerospace Research Institute rover (a tentatively name) that is currently in the process of development by our institute in order to develop the planetary exploration rover which absolutely requires the capacity of overcoming any obstacle. Throughout this study, the negative moment which harms the capacity of the rover for overcoming an obstacle was induced through the dynamical modeling process for the rocker-bogie applied to the Mars exploration rover of the US and the improved version of rocker-bogie as well as the suggested double 4-bar linkage type of suspension system. Also, based on the height of the obstacle, a simulation was carried out for the negative moment of the suspension system before the excellence of the suspension system suggested through the comparison of responding characteristics was proved.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.630-637
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• 2019

달에 얼음 형태의 물과 희귀 자원의 대량 존재하는 것이 밝혀지면서, 달의 경제적, 산업적 가치는 증대되고 있다. 이에 우리나라를 포함한 전 세계 주요 우주국들은 달 자원 확보와 유인 기지 건설을 위한 현지 자원 활용 기술을 개발하고 있다. 향후 달 현지 건설을 준비하기 위해서는 로버에서 취득한 지형 및 건설 영상을 가공하여, 건설 전 주기의 의사결정 지원정보를 제공하는 무인 건설공간정보화 기술을 개발해야한다. 본 연구에서는 달 로버 카메라 시스템을 기반으로 한 건설공간정보화 기술의 개발 방안을 소개하였다. 세부적으로 로버의 주행 영상, 지형 및 건설 영상 취득을 위한 로버 기반 카메라 시스템의 개념 설계와 달 건설공간정보 구축을 위한 분산 환경 기반의 개념적 아키텍쳐인 달 로버 운영 시스템을 제안하였다. 또한 달 표면에 특화된 로버의 위치 결정 및 3차원 지형복원 기법 개발 방안을 제시하였다. 본 연구에 도출한 달 무인 건설공간정보화 기술은 개념적 설계로 실험을 통한 검증이 필요하다. 따라서 개발된 로버와 로버운영 시스템은 향후, 달 모의 지형에 적용하여 개선할 예정이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.97-108
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• 2016

달 탐사시 탐사 로버는 반드시 필요하며, 특히 월면토와 로버 휠의 상호작용에 의한 로버 휠의 성능은 로버의 최적 형상을 결정하는데 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 한국형 인공 월면토(KLS-1)에서 달 탐사 로버 휠의 거동 성능을 평가하기 위하여 단일 휠 성능평가 실험장비를 개발하였고, 이를 이용하여 그라우져 유무에 따른 휠 성능 평가 실험을 수행하였다. 휠 성능은 슬립율에 따른 견인력, 토크, 침하 등으로 평가하였으며, 실험 결과 개발된 단일 휠 성능평가 실험장비는 휠 성능을 적절히 평가하는 것으로 나타났으며, 한국형 인공 월면토에서 그라우져가 있는 휠이 그라우져가 없는 휠에 비해 높은 견인 성능을 보여주었다. 향후 본 실험은 한국형 로버의 최적 휠 결정을 위해 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.677-692
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• 2009

최근 미국, 유럽, 일본 등 우주선진국을 중심으로 달, 화성 등 행성 탐사를 위한 로버(Rover) 시스템에 대해 많은 연구 개발이 진행되고 있다. 행성탐사용 로버 시스템 기술 중 특히 주행장치, 자율 주행 알고리즘, 탑재체 등을 중심으로 많은 연구가 수행되고 있다. 이 논문에서는 실제 행성탐사에 앞서 지상에서 로버 주행장치의 주행성 및 안정성을 평가하기 위해 지상시험모델용 로버의 주행장치에 대한 개념 설계 내용을 소개하였다. 또한, 로버 주행장치의 기술적인 관점에서 해외 연구개발 사례를 분석, 기술하였다. 이를 통해 로버 주행장치 개발을 위한 요구사항들을 주행성과 안정성 관점을 고려하여 도출하였다. 설계된 로버 주행장치는 높은 주행성과 안정성을 만족하기 위해 6족을 가지고 있으며, 각 다리의 관절을 제어하는 능동 서스펜션(Active Suspension)을 적용하였다. 이러한 종류의 주행장치 개념은 근미래 (Constellation 프로그램)에 수행될 유인달 탐사에서 이동 및 거주 장치로써 NASA의 ATHELE을 통해 처음 적용하여 개발하고 있다. 이 연구에서 제안된 장치 개념은 이와 달리 우리나라에서 앞으로 수행할 무인소형 달탐사에 적용하고자 설계되었다. 이 논문에서 소개된 내용은 향후 국내에서 행성탐사용 로버시스템을 본격적으로 개발하고자 할 때 유용한 참고자료 및 경험을 제공할 것 이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.271-279
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• 2019

극한환경 지역에서 무인 로버는 다수의 센서와 장비를 탑재하고 인간을 대신해 장기간 탐사 임무를 수행하기 위해 개발된다. 하지만 혹독한 기상과 거친 지형조건을 가진 극한환경 지역에서 로버 카메라 영상은 제한된 가시거리와 시야각을 가지므로, 카메라들은 안전한 원격 주행과 효율적 지형정보 구축을 위해 배치되어야 한다. 이에 본 연구에서는 로버 설계 도면을 기반으로 한 카메라 배치 시뮬레이션을 수행함으로써, 향후 로버 카메라 시스템 제작을 위한 시간과 비용을 최소화 하고자 하였다. 제안한 로버의 카메라 시스템은 총 8대의 카메라가 탑재되며, 기능적 요건에 따라 탐사 및 주행 카메라로 분류 된다. 카메라 배치 시뮬레이션에서는 카메라들의 위치와 경사 각도를 변경하여 가상의 지형을 촬영한다. 로버 카메라의 최적 배치는 가상 지형영상의 가시거리 및 중첩도, 지형 데이터의 정확도 등을 비교 및 분석하여 결정하였다. 카메라 배치 시뮬레이션 결과는 실제 로버 제작에 반영될 예정으로, 향후 극한환경지역을 모사한 모의지형을 구축하고 로버 성능을 종합적으로 평가하여 로버 카메라 시스템의 성능을 개선할 예정이다.

• 로봇학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.26-30
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• 2018

Planetary global localization is necessary for long-range rover missions in which communication with command center operator is throttled due to the long distance. There has been number of researches that address this problem by exploiting and matching rover surroundings with global digital elevation maps (DEM). Using conventional methods for matching, however, is challenging due to artifacts in both DEM rendered images, and/or rover 2D images caused by DEM low resolution, rover image illumination variations and small terrain features. In this work, we use train CNN discriminator to match rover 2D image with DEM rendered images using conditional Generative Adversarial Network architecture (cGAN). We then use this discriminator to search an uncertainty bound given by visual odometry (VO) error bound to estimate rover optimal location and orientation. We demonstrate our network capability to learn to translate rover image into DEM simulated image and match them using Devon Island dataset. The experimental results show that our proposed approach achieves ~74% mean average precision.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제38권4호
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• pp.237-250
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• 2021

A rover is a planetary surface exploration device designed to move across the ground on a planet or a planetary-like body. Exploration rovers are increasingly becoming a vital part of the search for scientific evidence and discoveries on a planetary satellite of the Sun, such as the Moon or Mars. Reliable behavior and predictable locomotion of a rover is important. Understanding soil behavior and its interaction with rover wheels-the terramechanics-is of great importance in rover exploration performance. Up to now, many researchers have adopted Bekker's semiempirical model to predict rover wheelsoil interaction, which is based on the assumption that soil is deformable when a pressure is applied to it. Despite this basic assumption of the model, the pressure-sinkage relation is not fully understood, and it continues to present challenges for rover designers. This article presents a new pressure-sinkage model based on dimensional analysis (DA) and results of bevameter tests. DA was applied to the test results in order to propose a new pressure-sinkage model by reducing physical quantitative parameters. As part of the work, a new bevameter was designed and built so that it could be successfully used to obtain a proper pressure-sinkage relation of Korean Lunar Soil Simulant (KLS-1). The new pressure-sinkage model was constructed by using three different sizes of flat plate diameters of the bevameter. The newly proposed model was compared successfully with other models for validation purposes.