• 제목/요약/키워드: 다개체 시스템

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인간과의 상호보완 알고리즘 기반의 청소 로봇을 사용한 다개체 청소 로봇 구조 (Multiple Cleaning Robots Architecture Using Cleaning Robots Based on Human-Aided Cleaning Algorithm)

  • 김기덕;김태형
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2007년도 추계학술발표대회
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    • pp.175-178
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    • 2007
  • 기존의 싱글 로봇 시스템이 할 수 없거나 하기 어려운 작업을 다개체 이동 로봇 시스템을 사용함으로써 수행 할 수 있게 되었으며, 로봇 간의 협력적인 작업을 통하여 성능 향상을 가져오게 되었다. 이러한 장점 때문에 상용화가 잘 이루어진 청소 로봇에서도 다개체 로봇 시스템 적용에 대한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 기존의 다개체 청소로봇 시스템은 고가의 매핑 방식 청소 로봇을 사용하기 때문에 비용적인 문제에 있어서 큰 문제를 가지고 있다. 그렇기 때문에 본 논문에서는 인간과의 상호 보완 알고리즘을 이용한 청소로봇을 다개체 청소 로봇 시스템에 적용하여 가격적인 단점을 보완하려고 한다. 하지만 인간과의 상호 보완 알고리즘을 이용한 청소 로봇을 그대로 다개체 청소 로봇 시스템에 적용할 수 없기 때문에 이를 보완할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

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군집 현상과 제어

  • 김정수
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.26-33
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    • 2013
  • 과학 기술의 발달로 다수의 로봇이나 비행체 등을 운영하게 되면서 하나의 시스템을 운용할 때는 나타나지 않던 새로운 동역학적 특성들이 나타나게 되었다. 생물 및 생태학에서는 이미 오래전부터 이러한 군집 현상과 그 현상의 이면에 있는 목적 등이 연구의 대상이 되었고 그것에서 새로운 교훈을 얻고자 하였다. 서로 상호 작용을 하는 다수의 부시스템로 구성된 다개체 시스템의 출현으로 인해 그것의 공학적 분석을 위해 새로운 시스템 이론적 해석과 그에 따른 제어 문제들이 주목을 받고 있다. 다개체 시스템이 특정한 목적을 달성하기 위하여 개별 부시스템이 달성해야 할 세부 제어 문제 정의 및 제어 알고리즘에 대한 연구가 활발히 주목을 받고 있다. 본 기고에서는 자연과 공학에 나타나는 다개체 시스템이 보이는 군집 현상의 사례들과 주요 연구 문제를 소개한다.

인간과의 상호보완 알고리즘을 기반으로 한 다개체 청소 로봇 구조 (Multiple Cleaning Robots Architecture Based on Human-Aided Cleaning Algorithm)

  • 김기덕;김태형
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (C)
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    • pp.242-247
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    • 2007
  • 다개체 이동 로봇 시스템을 사용함으로써 기존의 싱글 로봇 시스템이 할 수 없거나 하기 어려운 작업을 수행 할 수 있게 되었다. 또한 로봇 간의 협력적인 작업을 통하여 성능 향상을 가져오게 되었다. 그렇기 때문에 현재 상용화가 이루어진 청소 로봇에 대하여 다개체 이동 로봇 시스템이 적용된다면 작업 시간의 비용을 줄일 수 있을 것이기에, 본 논문에서는 사람과의 상호 보완을 이용한 청소 로봇 알고리즘을 다개체 청소 로봇 시스템에 적용하였을 때의 구조를 정의하고 이에 알맞은 알고리즘을 제안한다.

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이종 상태 정보를 고려한 이차 다개체 시스템의 PID 기반 일치 및 편대 제어 (PID-based Consensus and Formation Control of Second-order Multi-agent System with Heterogeneous State Information)

  • 강민재;탁한호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.103-111
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    • 2023
  • 일치기법은 이웃한 개체 간의 정보교환을 통하여 개체들의 상태를 동일한 상태로 수렴시키는 것이 목적이며 다개체 시스템의 제어를 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 실제 시스템에서는 각 개체의 측정 변수가 서로 다르거나 통신상의 정보 손실이 발생할 수 있고, 통신상의 안정성을 위하여 각 상태에 대한 서로 다른 네트워크를 구성해야 할 수 있다. 또한, 시스템에 존재하는 입력 포화 및 외란으로 인하여 그룹의 불안정성을 야기할 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 이종 상태 정보와 입력 포화 및 외란을 고려하여 다개체 시스템의 군집을 위한 PID(Proportional-Integral-Derivative) 기반의 일치 제어 기술을 연구한다. 구체적으로 2차 시스템으로 모델링된 다중 추종 개체들과 단일 리더 개체를 고려하였고, 오차 시스템의 안정성 판별을 통하여 일치를 달성하기 위한 조건을 분석하였다. 제안된 알고리즘은 위치 그래프의 연결성만 보장된다면 일치를 달성할 수 있음을 확인하였고, 일치 알고리즘을 확장하여 다개체 시스템에 대한 편대 제어 문제를 연구하였다. 마지막으로 모의실험을 통하여 제안된 알고리즘의 유효성을 검증하였다.

축소 차수 외란 관측기를 이용한 이종 다개체 시스템의 협조 추종 제어 (Reduced-order Disturbance Observer based Coordinated Tracking of Uncertain Heterogeneous Multi-Agent Systems)

  • 김정수;백주훈
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.1231-1237
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    • 2014
  • 본 논문에서는 축소 차수 외란 관측기를 이용하여 외란이 있는 이종 다개체 시스템을 위한 협조 추종 제어기를 제안하였다. 이를 위해 우선 주어진 제어 문제가 외란과 모델 불확실성을 가지는 시스템을 위한 강인 제어 문제로 변환 될 수 있음을 보이고 변환된 문제에 외란 관측기 기반의 동적 협조 추종 제어기를 설계하였다. 모의 실험을 통해서 제안하는 이종 다개체 시스템의 협조 추종을 성공적으로 달성함을 보였다.

다개체 시스템 제어 기술 응용 사례

  • 김주영;이수용
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.30-32
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    • 2012
  • 하나의 개체가 수행하기 어려운 일을 다수의 개체가 군집을 이루어 수행하는 예는 다양한 생물들의 행동에서 발견된다. 이러한 생물학적 사회 행동을 로봇이나 자동화 기기에 응용하기 위한 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이와 관련하여 최근 발표된 사례들을 소개한다.

퍼지 다개체 시스템의 상태 일치를 위한 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기 설계 (Observer-Based Output Feedback Controller Design of Fuzzy Multi-Agent Systems for State Consensus)

  • 문지현;이호재
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1304-1305
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    • 2015
  • 본 논문은 타카기--수게노 퍼지 다개체 시스템의 상태 일치를 위해, 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기의 설계 기법을 제안한다. 각 개체간의 통신 네트워크는 그래프 이론을 통해 나타내며, 제어기의 설계 조건은 선형 행렬 부등식으로 표현한다.

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타카기-수게노 퍼지모델 기반 다개체 시스템의 상태일치를 위한 제어기 설계 (Controller Design of Takagi-Sugeno Fuzzy Model-Based Multi-Agent Systems for State Consensus)

  • 문지현;이호재;김도완
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.133-138
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    • 2013
  • 본 논문은 연속시간에서의 타카키-수게노 퍼지모델 기반 다개체 시스템의 상태일치를 위한 제어기 설계 기법을 제안한다. 그래프 이론을 통해 각 개체간의 정보를 교환하는 네트워크를 표현한다. 제어기 설계 조건은 선형 행렬 부등식의 형태로 유도되며, 수치적 예제를 통해 제안된 방법의 효율성을 증명한다.

자율 다개체 모바일 로봇 시스템의 동적 장애물 회피 구현 (Implementing Dynamic Obstacle Avoidance of Autonomous Multi-Mobile Robot System)

  • 김동원;이종호
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.11-19
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    • 2013
  • 자율적인 다개체 모바일 로봇 시스템에 관해 경로 계획과 충돌회피는 중요한 기능이며 동시에 협력과 협동적으로 주어진 일을 수행하는데 필요한 기능이다. 본 논문에서는 이러한 중요하고도 도전적인 문제를 다룬다. 제안된 방법은 포텐셜 필드 방법과 퍼지로직 시스템에 기반을 두고 있다. 첫째로, 전역경로 계획은 포텐셜 필드를 이용하여 로봇이 목적지까지 가는데 비용을 최소화할 수 있는 경로를 선택한다. 그러고 나서 지역경로 계획은 퍼지로직 시스템을 이용하여 정적이거나 동적인 장애물과의 충돌을 피하기 위해 전역경로에서 경로를 변경시킨다. 본 논문에서는 각각의 로봇은 독립적으로 목적지를 선택하며 동시에 다른 로봇은 동적인 장애물로 고려한다. 또한 장애물의 움직임을 예측할 필요도 없다. 이러한 과정은 각각의 로봇이 해당되는 목적지를 찾을 때 까지 지속된다. 이 방법을 테스트하기 위해 자율 다개체 로봇 시뮬레이터(AMMRS)를 개발했으며 시뮬레이션과 실험기반의 결과물을 제공한다. 본 결과는 다개체 모바일 로봇 시스템에 대하여 경로계획과 충돌회피 전략이 효율적이며 유용하다는 것을 보인다.

연속적인 Q-학습을 이용한 자율이동로봇의 회피행동 구현 (Avoidance Behavior of Autonomous Mobile Robots using the Successive Q-learning)

  • 김민수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2660-2662
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    • 2001
  • Q-학습은 최근에 연구되는 강화학습으로서 환경에 대한 정의가 필요 없어 자율이동로봇의 행동학습에 적합한 방법이다. 그러나 다개체 시스템의 학습처럼 환경이 복잡해짐에 따라 개체의 입출력 변수는 늘어나게 되고 Q함수의 계산량은 기하급수적으로 증가하게 된다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 다개체 시스템의 Q-학습에 적합한 연속적인 Q-학습 알고리즘을 제안하였다. 연속적인 Q-학습 알고리즘은 개체가 가질 수 있는 모든 상태-행동 쌍을 하나의 Q함수에 표현하는 방법으로서 계산량 및 복잡성을 줄임으로써 동적으로 변하는 환경에 능동적으로 대처하도록 하였다. 제안한 연속적인 Q-학습 알고리즘을 벽으로 막힌 공간에서 두 포식자와 한 먹이로 구성되는 먹이-포식자 문제에 적용하여 먹이개체의 효율적인 회피능력을 검증하였다.

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