• 대한기계학회논문집
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• 제18권12호
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• pp.3253-3269
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• 1994

In this paper a new concept, named the Extended Operational Space Formulation, has been proposed for the effective analysis and real-time control of the robot manipulators with kinematic redundancy. The extended operational space consists of operational space and optimal null space. The operational space is used to describe robot end-effector motion; whereas the optimal null space, defined as the target space of the self motion manifold, is used to express the self motion for the secondary tasks. Based upon the proposed formulation, the kinematics, statics, and dynamics of redundant robots have been analyzed, and an efficient control algorithm has been proposed. Using this algorithm, one can optimize a performance measure while tracking a desired end-effector trajectory with a better computational efficiency than the conventional methods. The effective ness of the proposed method has been demonstrated with simulations.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.36-41
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• 2011

모바일 로봇의 경로 계획을 위해 형태 공간(Configuration space)과 형태 장애물(Configuration obstacle)이라는 개념이 많이 활용되고 있다. 이 개념은 이동로봇을 공간 상에서 하나의 점으로 간주할 수 있도록 주변 장애물을 확장시킨다는 것으로, 이를 통해 장애물과의 충돌로부터 자유로운(Collision free) 이동 경로를 쉽게 찾아낼 수 있게 된다. 또한, 이러한 형태 공간 및 형태 장애물을 쉽게 생성하는 가장 보편적인 방법 중 하나는 이동 로봇의 형태를 원형으로 근사화하는 것이다. 이는 그 방법이 간단하기 때문에 이동 로봇의 구체적인 형태 및 이동 메커니즘을 고려하여 형태 공간을 생성하는 방법보다 형태장애물 생성 시간을 크게 단축시킬 수 있게 해준다. 하지만 이동 로봇을 원형으로 근사화하여 형태 장애물을 생성할 경우 비교적 가까이에 있는 실제 장애물들이 하나의 형태 장애물로 병합될 수 있다는 문제점이 있다. 이로 인하여 형태 공간내에서 이동 경로를 생성할 경우 최적의 이동 경로를 찾는다는 보장을 할 수가 없게 된다. 따라서 형태 공간 내에서 최적에 가까운 이동 경로를 효율적으로 찾도록 하기 위해 부분적으로 보다 정확한 형태 공간을 생성하면서도 전체 생성시간을 단축시킬 수 있는 다단계 형태 공간 생성 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 로봇을 원형으로 근사화시킨 뒤 시작지점과 목표 지점을 잇는 이상적인 경로를 생성하고 이 경로 상에 존재하는 형태 장애물이 로봇의 원형근사화로 인해 주변의 다른 형태 장애물과 병합되었다면 해당 형태 장애물에 대해서만 보다 정확한 형태 장애물을 재 생성한다는 방법이다. 또한, 본 논문에서는 기존의 정확한 형태 공간 생성 방법과 새롭게 제안한 다단계 근사화 형태 공간 생성 방법을 비교하기 위해 다양한 이동 로봇의 형태와 회전 각도에 대해 형태 공간을 생성하는데 소요되는 생성 시간을 비교 분석해 보았다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.13-24
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• 2008

오늘날 멀티 로봇에 대한 연구는 단순한 싱글 로봇들의 효율적인 운영을 넘어 공간탐색의 효율성 극대화 및 넓은 공간에서 각 로봇간의 중복작업 및 충돌 회피를 위한 부분에 집중되어 있다. 이러한 멀티 로봇을 효율적으로 운영하기 위해서는 각 싱글 로봇을 제어하고 효율적으로 작업을 할당 할 수 있는 관리체계가 필요하다. 이에 본 논문에서는 RFID를 기반으로 각 싱글로봇의 탐색공간을 효율적으로 할당함으로서 싱글로봇간의 중복 탐색을 최소화 할 수 있는 멀티로봇관리시스템을 제안한다. 또한, 탐색 작업의 완료 보장과 탐색 성능의 향상을 위하여 장애가 발생한 싱글 로봇을 탐지하고 대체 할 수 있는 고장 허용 기법을 제안한다. 제안한 시스템에서는 정확한 위치 파악이 힘들었던 기존 중앙 서버의 단점을 RFID 시스템과 홈로봇을 활용하여 극복하였다. 지정된 홈로봇은 각각의 싱글 로봇을 효율적으로 관리하며, RFID 태그의 위치 정보를 활용하여 각 싱글로봇에게 최적의 탐색 공간을 할당 한다. 제안하는 멀티로봇 관리 시스템은 공간 할당, 위치 추정 기법, 맵 생성 기법(Localization및 Mapping)을 효율적으로 수행하기 위해 RFID를 기반으로 하며, 싱글 로봇 시스템과 비교하여 시스템 운영의 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 각 싱글 로봇의 상태와 주변 상태를 고려한 고장 허용(fault tolerance)을 제공함으로써 로봇 운영의 신뢰성을 보장할 수 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 제안한 시스템을 적용한 멀티로봇 시스템과 기존의 멀티로봇 시스템의 탐색 소요시간 및 중복 탐색율을 비교하여 제안한 시스템의 효율성을 입증하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.67-73
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• 2014

When a mobile robot performs in unknown environments, a location identification is an essential task. In this paper, we propose a location identification system that uses a sensor space without additional devices on the robot. Also the sensor space consists of a matrix of CDS sensor; when a robot was positioned on the CDS sensor, we can estimate the coordinate of the location by sensing a light. Based on KS illumination standard, experiments are performed in various environments. By evaluating the experimental results, we can show that the proposed system can be applicable to the location identification system of a moving robot.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권6호
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• pp.57-65
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• 1994

A collision-free path planning algorithm between an articulated robot and polyhedral obstacles using configuration space is presented. In configuration space, a robot is treated as a point and obstacles are treated as grown forbidden regions. Hence path planning problem is transformed into moving a point from start position to goal position without entering forbidden regions. For mapping to 3D joint space, slice projection method is used for first revolute joint and inverse kinematics is used for second and third revolute joint considering kinematic characteristics of industrial robot. Also, three projected 2D joint spaces are used in search of collision-free path. A proper example is provided to illustrate the proposed algorithm.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제6권2호
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• pp.9-13
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• 2016

Robot usually requires spline motion to move through multiple knots. In this paper, catmull-rom spline method is applied to the trajectory planning of industrial robot in task space. Centripetal catmull-rom is selected to avoid self-intersection and slow motion which can be occurred in uniform and chordal spline. The method to set two control points are proposed to satisfy velocity conditions of initial and final knots. To optimize robot motion, time scaling method is presented to minimize margin between real robot value and maximum value in velocity and acceleration. The simulation results show that the proposed methods are applied to trajectory planning and robot can follow the planned trajectory while robot motion does not exceed maximum value of velocity and acceleration.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권2호
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• pp.146-158
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• 1996

This paper develops a robot arm for propeller blade grinding. The grinding work requires a high stiffness robot arm to reduce deformation and vibration which are generated during machining operation. Conventional articulated robots have serial connecting links from the base to the gripper. Thus, they have very weak structure to the stiffness for grinding operation. Stewart Platform is a typical parallel robotic mechanism with very high stiffness but it has small work space and large installation space. This research proposes a new grinding robot arm by combining parallel mechanism with serial mechanism. Therefore, the robot has large range of work space as well as high stiffness. This paper introduces the automatic system for propeller grinding utilizing the robot and the design of proposed robot arm.

• 전자공학회논문지B
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• 제29B권10호
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• pp.37-45
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• 1992

For a precise manipulator control in the presence of environmental uncertainties, it has long been recognized that the robot should be controlled in a task-referenced space. In this respect, an effective visual servo control system for robot manipulators based on neural networks is proposed. In the proposed control system, a Backpropagation neural network is used first to learn the mapping relationship between the robot's joint space and the video image space. However, in the real control loop, this network is not used in itself, but its first and second derivatives are used to generate servo commands for the robot. Second, and Adaline neural network is used to identify the approximately linear dynamics of the robot and also to generate the proper joint torque commands. Computer simulation has been performed demonstrating the proposed method's superior performance. Futrhermore, the proposed scheme can be effectively utilized in a robot skill acquisition system where the robot can be taught by watching a human behavioral task.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1173-1178
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• 2007

The robot for narrow space is used in searching, investigating or cleaning. Up to now variety of researches on in-pipe robots have been introduced. However it is still hard to overcome vertical or curved passage. In most cases of narrow space robots are able to travel just aimed diameter which was selected when those are developed. Also, a large percentage of robots are not able to detect the configuration of pipe or circumstance. In this paper we present a robot called PAROYSⅡ for narrow space with vertical and curved passage. This proposed robot is not affected at all to variance of pipes, vertical or horizontal passages, curved pipes, projecting parts and parallel planes. In addition to that, it will perceive the internal configuration of pipe and terrain, which will be not only available to control navigating scheme by itself, but also mappable about the passage which the robot traveled. Core points in the design and structure are introduced and preliminary verification is given.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권7호
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• pp.568-577
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• 2000

In this paper for an object grasped by a robot hand to work in stiffness control domain we first investigate the number of fingers for successful stiffness modulation in the object operational space. Next we propose a new compliance control method for robot hands which consist of two steps. RIFDS(Resolved Inter-Finger Decoupling Solver) is to decompose the desired compliance characteristic specified in the op-erational space into the compliance characteristic in the fingertip space without inter-finger coupling and RIJDS(Resolved Inter-Joint Decoupling Solver) is to decompose the fingertip space without inter-finger coupling and RIJDS(Resolved inter-Joint Decoupling Solver) is to decompose the compliance characteristic in the finger-tip space into the compliance characteristic given in the joint space without inter-joint coupling. Based on the analysis results the finger structure should be biominetic in the sense that either kniematic redundancy or force redundancy are required to implement the proposed compliance control scheme, Five-bar fingered robot hands are used as an illustrative example to implement the proposed compliance control method. To show the effectiveness of the proposed compliance control method simulations are performed for two-fingered and three-fingered robot hands.