• 로봇학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.226-234
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• 2016

In this study, a model-referenced underwater navigation algorithm is proposed for high-precise underwater navigation using monocular vision near underwater structures. The main idea of this navigation algorithm is that a 3D model-based pose estimation is combined with the inertial navigation using an extended Kalman filter (EKF). The spatial information obtained from the navigation algorithm is utilized for enabling the underwater robot to navigate near underwater structures whose geometric models are known a priori. For investigating the performance of the proposed approach the model-referenced navigation algorithm was applied to an underwater robot and a set of experiments was carried out in a water tank.

• 정보과학회 논문지
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• 제45권3호
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• pp.211-223
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• 2018

본 논문에서는 실내 서비스 로봇들을 위한 로봇 중심의 방향 관계 표현과 추론 방법을 제안한다. 정성적 공간 관계 추론에 관한 많은 기존 연구들에서는 기준 물체를 중심으로 대상 물체의 상대적 방향 관계를 판별할 때, 두 물체의 위치 정보만을 이용해왔다. 이러한 방향 관계 추론 방법들은 로봇 스스로가 기준 물체가 되어 다른 대상 물체들과의 방향 관계를 판별할 때, 로봇이 바라보고 있는 방향을 제대로 고려하지 않음으로써, 대상 물체의 방향 관계를 잘못 판별하는 사례들이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 실내 환경에서 로봇을 중심으로 물체들의 상대적인 방향 관계를 판별할 때, 로봇의 위치 정보뿐만 아니라 로봇이 향하고 있는 방향 정보도 이용하는 로봇 중심의 방향 관계 표현과 방향 관계 추론 방법들을 제시한다. 로봇 중심의 방향 관계 추론 방법들은 두 물체의 위치 정보만을 이용해왔던 기존의 콘 기반 추론, 행렬 기반 추론, 그리고 혼합 추론 방법을 확장하여 구현하였다. 터틀봇과 시뮬레이션 로봇을 이용한 다양한 실험들을 통해, 본 논문에서 제안하는 방향 관계 표현과 추론 방법들의 높은 성능과 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.289-296
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• 2016

본 연구에서는 공압인공근육을 구동부로 가지는 내부형 연속체로봇의 기구학을 제시한다. 연속체로봇 단일마디는 세 개 인공근육의 병렬구조로 구성되며, 각 인공근육은 가해지는 공기압력에 의해서 독립적으로 수축하여 근육의 한쪽이 부착된 기준 마디절에 대해서 근육의 다른쪽이 연결된 원격의 마디절의 공간상 운동이 발생한다. 인공근육의 굽힘형상을 고려하여 원격 마디절 중심에서의 방위와 위치를 예측하는 기구식을 유도하였으며, 단일 마디를 여러 층으로 적층하였을 때 로봇 말단장치에서의 방위와 위치도 변환행렬의 곱으로 제시한다. 그리고 인공근육의 길이/압력 변화에 따른 말단장치에서의 속도를 계산하는 자코비안 행렬을 구동부의 위치배열을 고려하여 유도하였고 실제 실험을 통해서 제시한 기구식의 유효성을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.1129-1135
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• 1993

For successful implementation of robotic painting system, a structured design and analysis procedure is necessary. In designing robotic system, both functional and economical feasibility should be investigated. As the robotization is complicated task involving implementation details(such as robot selection, accessory design, and spatial layout) together with operation details, a computerized method should be sought. However, any conventional robotic design system and off-line programming system cannot accomodate such a need. In this research, we develop an interactive design support system for robotization of a cycle painting line. With the developed system called SPRPL(Simulation Package for Robotic Painting Line) users can design the painting objects(via FRAME module), select robot model (ROBOT), design the part hanger (FEEDER), and arrange the workcell. After motion programming (MOTION), the design is evaluated in terms of: a) workspace analysis, b) coating thickness analysis, and c) cycle time (ANALYSIS). By iterative design and evaluation procedure, a feasible and efficient robotic design can be attained. As the developed system has motion planning and analysis features, it can be also used as an off-line robot programming system in operation stage. Including the details of each module, this paper also presents a case study made for an actual painting line.

• 로봇학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.102-109
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• 2010

In this study, an anthropomorphic robot Hand, called "SKKU Hand III" is presented. The hand has thirteen DOF(Degree-Of-Freedom) and is designed based on the skeletal structure of the human hand. Each finger module(except thumb module) has three DOF and four joints with a saddle joint mechanism which has two DOF at the base joint. Two distal joints of the finger module are mechanically coupled by a timing belt and pulleys. The thumb module is composed of a finger module and an additional actuator, which makes it possible to realize the opposition between the thumb and the other fingers. In addition, the palm DOF of the human hand is mimicked with a spatial link mechanism between the index finger and the thumb. Thus, it can grasp objects more stably and more strongly. For the modularization of the robotic hand all the driving circuits are embedded in the hand, and only the communication lines supporting CAN protocol with DC power cable are given as an interface. Therefore, it is possible to apply it to any robot system the interface. To validate the feasibility of the SKKU Hand III, a series of the representative grasp experiments such as power, precision, intermediate grasp etc. are carried out with the object around us and its operation is demonstrated.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권12호
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• pp.3871-3882
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• 1996

In this paper, a closed-form formulation for inverse kinematics of robot manipulators with kinematic redundancy under the constrained environment has been derived using the Kuhn-Tucker condition, the extended Lagrange multiplier method and the working set method. The proposed algorithm satisfies the necessaryand sufficient conditions for optimization subject to equality and inequality constraints. In addition, computationally efficient kinematic control methods have been proposed using differential kinemetics and gradient projection mehtod. The effectiveness of the proposed methods has been demonstrated with a 4-dof planar robot, and then a 7-dof spatial robot as a practical application to the nozzle dam task in the Nuclear Power Plant.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.451-456
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• 2009

본 논문에서는 Virtual Mass-Spring-Damper 모델을 사용하여 이동로봇과 주위 물체와의 관계를 모델링하고 장애물의 충돌벡터를 검출하여 가상의 척력을 발생시키는 가상 임피던스 방법을 제안하였다. 이를 위하여 원격지 슬래이브 로봇의 주위 환경 정보 즉, 이동 로봇과 장애물과의 거리 및 접근 속도 등의 정보를 조작자에게 입체적으로 전달하기 위해 조이스틱의 각축에 연결된 모터를 이용하여 힘을 발생시킬 수 있도록 한다. 제안한 방법의 실제 로봇적용에 앞서 이동로봇의 장애물 회피 시뮬레이션을 통하여 알고리즘을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1355-1360
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• 2014

가상현실이란 사용자 몰입형 체감형 인터페이스로서 공간적, 물리적 제약에 의해 현실세계에서는 직접 경험하지 못하는 상황을 간접 체험할 수 있도록 하는 기술이다. 종이에 저작된 책들이 디지털시대에 맞게 이동성을 갖춘 모바일 기기를 활용하여 가상현실로 표현되고 있다. 본 논문에서는 디지털 콘텐츠와 아날로그 종이를 융합하고 모바일 증강현실 기술을 사용하여 다양한 상호작용을 체험할 수 있게 해주는 디지로그북을 로봇학습에 적용한다. 로봇학습을 더 풍부하게 만들기 위해 동영상, 입체영상, 애니메이션 등의 중요한 요소를 3D Max에 적용하고, 보다 쉬운 로봇블록 조립을 위해서 블록들 간의 위계질서를 보다 쉽게 파악할 있도록 고안한다. 특히 모바일에서 실행되는 디지로그북은 언제 어디서나 로봇학습이 가능하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.241-244
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• 2014

가상현실이란 사용자 몰입형 체감형 인터페이스로서 공간적, 물리적 제약에 의해 현실세계에서는 직접 경험하지 못하는 상황을 간접 체험할 수 있도록 하는 기술이다. 종이에 저작된 책들이 디지털시대에 맞게 이동성을 갖춘 모바일 기기를 활용하여 가상현실로 표현되고 있다. 본 논문에서는 디지털 콘텐츠와 아날로그 종이를 융합하고 모바일 증강현실 기술을 사용하여 다양한 상호작용을 체험할 수 있게 해주는 디지로그북을 로봇학습에 적용한다. 로봇학습을 더 풍부하게 만들기 위해 동영상, 입체영상, 애니메이션 등의 중요한 요소를 3D Max에 적용하고, 보다 쉬운 로봇블록 조립을 위해서 블록들 간의 위계질서를 보다 쉽게 파악할 있도록 고안한다. 특히 모바일에서 실행되는 디지로그북은 언제 어디서나 로봇학습이 가능하다.

• 디자인학연구
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• 제18권2호
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• pp.155-164
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• 2005

홈서비스로봇은 지능적으로 인간과 상호작용하고 스마트하게 서비스를 제공하기 위해 주변 환경에 대한 충분한 공간정보를 파악하고 있어야 한다. 따라서 인간과 로봇이 공조하여 맵빌딩을 수행할 경우 보다 효율적으로 태스크를 수행하기 위한 상호작용 방식에 대해 연구할 필요가 있다. 본 연구는 우선 청소용 로봇의 맵빌딩 태스크를 분석하여 맵빌딩수순(태스크우선/방우선), 표시창 설치(본체/본체+리모컨), 로봇 유도방식(푸쉬방식/풀방식), 피드백 제시양식 (GUI/GUI+TTS)등 4 가지 디자인 요인을 추출하고 그에 대한 잠정적 해결안을 제시하였다. 디자인 요인과 잠정적 해결안을 실험 변인과 수준으로 정의하고 맵빌딩 태스크의 수행도와 행태에 어떠한 영향을 미치는지를 파악하였다. 이를 위해 총 8종류의 실험용 프로토타입을 제작하고 16명의 가정주부를 대상으로 사용성 평가를 실시하여 실증적인 데이터를 수집하였다. 실험결과 맵빌딩 수순이라는 측면에서는 예상과 같이 태스크우선 방식보다는 방우선 방식에서 우수한 태스크 수행도를 보였다. 표시창 설치라는 디자인 요인에 대해서는 리모컨에 표시창이 부착되어 있는 경우 높은 작업수행도와 주관적 만족도를 나타냈다. 로봇 유도방식 측면에서는 예상과는 달리 풀방식과 푸쉬방식 사이에서 태스크 수행도에 큰 차이를 발견할수 없었고 오히려 푸쉬방식에 대한 높은 주관적 만족도를 나타냈다. 피드백 제시양식에 대한 분석결과에서도 예상과 달리 TTS에 의한 부가적인 조작지침 제시는 부정적 이라는 사실을 발견하였다. 맵빌딩을 통해 환경정보를 취득하기 이전 청소용 로봇의 자율성은 초보적인 상태이기 때문에 사용자는 단지 이동성이 있는 가전제품과 상호작용하고 있다고 볼 수 있다. 따라서 총체적으로 보아 전통적인 가전제품을 조작할 때 사용되는 리모컨기반 상호작용방식을 청소용 로봇의 빌빌딩 과정에서도 선호하는 것으로 보인다.