• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.20 no.3
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• pp.311-317
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• 2010

In the paper, we propose an improved mobility method of modular robots by physical docking in the uneven environments. The modular robot system consists of autonomous docking device, 3 DOF robotic arm, motion controller, and main controller. Real-time location and direction of the robot are estimated using inner GPS and they are used to control direction and path of each robot for physical docking between modular robots. We design a navigation algorithm of modular robot using physical docking and cooperative navigation in the environment with broken road and low stair. The proposed method is verified by navigation experiments of three developed modular robots in the uneven environments.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.25 no.3
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• pp.377-383
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• 2021

Recently, in accordance with the 4th industrial revolution, The use of autonomous mobile robots for flexible logistics transfer is increasing in factories, the warehouses and the service areas, etc. In large factories, many manual work is required to use Simultaneous Localization and Mapping(SLAM), so the need for the improved mobile robot autonomous driving is emerging. Accordingly, in this paper, an algorithm for mapless navigation that travels in an optimal path avoiding fixed or moving obstacles is proposed. For mapless navigation, the robot is trained to avoid fixed or moving obstacles through Deep Q Network (DQN) and accuracy 90% and 93% are obtained for two types of obstacle avoidance, respectively. In addition, DQN requires a lot of learning time to meet the required performance before use. To shorten this, the target size change algorithm is proposed and confirmed the reduced learning time and performance of obstacle avoidance through simulation.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.19-19
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• 2017

자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.17 no.6
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• pp.711-717
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• 2014

Global path planning for autonomous driving of unmanned ground vehicle is essential. When setting global path planning, its accuracy and effectiveness is increased if useful information such as terrain type of driving route has been reflected on global path planning. As a method to reflect the terrain type, there is a method to perform global path planning by applying the weight to each terrain type. At this time, how to assign appropriate weights corresponding to the terrain type is more important than anything. In this paper, we proposed a method to determine the weight for terrain type that may affect the results of global path planning. Moreover, we presented effective operation method and design results(GUI) to check the possibility of the use of the proposed method.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.28 no.11
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• pp.1265-1271
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• 2011

These days the number of aged and disabled people is increasing rapidly. But most of the disabled or the aged who have the ability to work, want to engage in economic activities and solve social restrictions as well as their bad financial conditions. This paper concerns about the tracking control of an electric wheelchair robot for welfare vehicle where the seat and electric wheelchair are separated and electric wheelchair robot must be autonomously controlled without the help of assistant. So the aged or the disabled people can drive welfare vehicle by himself by adopting this system. Therefore the concept of both an autonomous driving of electric wheelchair and path tracking robots is required in this system. Finally we suggested fuzzy controller in order to control the path tracking of electric wheelchair robot and compared the capability of the proposed controller with conventional PID controller.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.17 no.8
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• pp.843-850
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• 2011

In this paper, an effective path generation algorithm for obstacle avoidance producing small amount of steering action as possible is proposed. The proposed path generation algorithm can reduce unnecessary steering because of the small lateral changes in generated waypoints when UGV (Unmanned Ground Vehicle) encounters obstacles during its waypoint navigation. To verify this, the proposed algorithm and $A^*$ algorithm are analyzed through the simulation. The proposed algorithm shows good performance in terms of lateral changes in the generated waypoint, steering changes of the vehicle while driving and execution speed of the algorithm. Especially, due to the fast execution speed of the algorithm, the obstacles that encounter suddenly in front of the vehicle within short range can be avoided. This algorithm consider the waypoint navigation only. Therefore, in certain situations, the algorithm may generate the wrong path. In this case, a general path generation algorithm like $A^*$ is used instead. However, these special cases happen very rare during the vehicle waypoint navigation, so the proposed algorithm can be applied to most of the waypoint navigation for the unmanned ground vehicle.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.15 no.2
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• pp.51-55
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• 2015

In this paper, we proposed scheme that obtain diversity gain in the cooperative communication to mitigate, applied to the effects of fading in the vehicle communication. Relay used bus that can available in the city environment. In addition, we applied the double rayleigh fading environment so that can applied in real-environments. Therefore, proposed scheme through this paper applied to vehicle communication, user can acquire a high quality service and the operation efficiency of the network is improved. Finally, performance of the proposed protocol is analyzed in terms of bit error rate.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.13 no.6
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• pp.951-957
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• 2010

An optimal path generation method considering the safety of UGV(Unmanned Ground Vehicle) is proposed and demonstrated through examples. Among various functions of UGV, real-time obstacle avoidance is a key issue to realize realistic scenario in FCS(Future Combat Systems). A two-dimensional narrow corridor environment is considered as a test field. For each step of UGV movement, two objectives are considered: One is to minimize the distance to the target and the other to maximize the distance to the nearest point of an obstacle. A weighted objective function is used in the optimization problem. Equality and inequality constraints are taken to secure the UGV's dynamics and safety. The weighting factors are controlled by a fuzzy controller which is constructed by a fuzzy rule set and membership functions. Simulations are performed for two cases. First the weighting factors are considered as constant values to understand the characteristics of the corresponding solutions and then as variables that are adjusted by the fuzzy controller. The results are satisfactory for realistic situations considered. The proposed optimal path generation with the fuzzy control is expected to be well applicable to real environment.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.07a
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• pp.452-454
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• 2007

PSP를 이용한 의자로봇 시스템은 거동이 불편한 노약자의 이동을 돕기 위하여 제작된 지능형 이동로봇이다. 원하는 곳으로 이동이 가능한 지능형 로봇은 안정적인 움직임을 위해 실시간 장애물 회피 및 적절한 경로 계획이 필요하다. 본 논문에서 구현한 의자로봇은 IR센서와 초음파 센서를 이용하여 환경 정보를 얻어오고, 환경 지도 작성 및 경로 계획을 통해 목표 지점으로 이동하도록 하였다. 또 구동부의 부드러운 움직임을 위하여 PID제어기를 사용하였다. 서비스 로봇은 개발에 용이하고 사용자가 쉽게 제어 할 수 있는 인터페이스 장치가 필요하다. PSP는 여러 개의 버튼을 가졌고, 디스플레이를 위한 LCD 있다. 또 무선랜 환경에서 사용할 수 있기 때문에 PSP를 이용한 제어 방법을 구현하였다. PSP를 이용한 제어 방법에는 두 가지 모드가 존재하는데 하나는 의자 로봇의 지능을 이용한 이동방법이고 또 하나는 사용자가 직접 제어하는 방법이다. 위의 두 가지 방법으로 실내 환경에서 주행 테스트를 했으며, 성공적으로 동작함을 확인하였다.

• Annual Conference of KIPS
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• 2013.05a
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• pp.867-868
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• 2013

본 논문은 물류창고와 같은 실내 공간에서 RFID와 초음파 센서등을 이용하여 이동로봇이 자율적으로 자신의 위치를 파악하고 관리자가 지정한 목표 물체를 인식하여 간단한 업무를 보조할 수 있는 기법을 제안한다. 실내공간엔 RFID를 지면과 목표물체에 설치하고 로봇은 RFID의 리더기와 물체 접근시 활용이 가능한 추가적 센서를 갖춤으로써 이동시 자기 위치를 실시간으로 파악하고 물체로부터도 고유정보를 얻는다. 초음파 센서 신호의 귀환시간을 활용하여 근접한 물체와의 상대 거리를 추출하고 바닥의 RFID로부터 이미 획득한 자기 위치를 조합하여 목표 물체의 절대 위치를 구한다. 이는 이동 로봇을 중심으로 한 경로지도를 실시간으로 작성하며 동시에 실내의 이동 가능 구조 및 목표 물체의 파악이 가능하여 이동로봇의 자율적 탐색을 위한 최적 경로 계획 수립에 활용 가능하다.