• Title/Summary/Keyword: 두 바퀴 이동로봇

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A Four-Wheeled Mobile Robot with Omnidirectionality (전방향성을 갖는 네 바퀴 이동로봇)

  • Kang, Su Min;Sung, Young Whee
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.23 no.1
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    • pp.21-27
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    • 2022
  • Traditional automobile or 2-wheeled robot have limitations on mobility because of their mechanical structure. As traditional automobile is being replaced by electric cars, robot technology is applied to the car industry. In robotics, many researchers worked on omnidirectional mobile robot and produced lots of noticeable results. However in many of the results, specialized wheels such as Mecanum wheels are required. That imposes restrictions on robot speed and outdoor driving. We proposed a 2-wheeled modular robot that has omnidirectional mobility without using specialized wheels. In this paper, we propose a 4-wheeled omnidirectional mobile robot that consists of those two modular robots. The proposed robot adopts electric brakes to combine wheel housings and the robot body or to separate wheel housings from the robot body. Two absolute-type encoders and four incremental encoders are used to control the position of the wheel housing and velocities of the wheels. The proposed robot has omnidirectional mobility and can move fast and outdoor with normal tire wheels. We implemented the proposed robot and the feasibility and stability of the robot is verified by two separate experiments.

Experimental Studies of a Time-delayed Controller for Balancing Control of a Two-wheel Mobile Robot (이륜 이동로봇의 균형 제어를 위한 시간지연 제어기의 실험 연구)

  • Cho, Sung Taek;Jung, Seul
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.26 no.1
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    • pp.23-29
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    • 2016
  • This paper presents balancing control of a two-wheel mobile robot (TWMR). TWMR is aimed to maintain balance while moving. Although TWMR can be controlled by linear controllers such as PD controller, time-delayed controller is employed for robustness. Performances of PD controllers and time-delayed controllers are compared. Especially, experimental studies on different acceleration estimation for the time-delayed controller are conducted. Performances by different acceleration estimations of the balancing angle, of the position, and of both angle and position are compared empirically.

Neural Network Control of a Two Wheeled Mobile Inverted Pendulum System with Two Arms (두 팔 달린 두 바퀴 형태의 모바일 역진자 시스템의 신경회로망 제어)

  • Noh, Jin-Seok;Kim, Hyun-Wook;Jung, Seul
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.20 no.5
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    • pp.652-658
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    • 2010
  • This paper presents the implementation and control of a two wheeled mobile robot(TWMR) based on a balancing mechanism. The TWMR is a mobile inverted pendulum structure that combines an inverted pendulum system and a mobile robot system with two arms instead of a rod. To improve robustness due to disturbances, the radial basis function (RBF) network is used to control an angle and a position at the same time. The reference compensation technique(RCT) is used as a neural control method. Experimental studies are conducted to demonstrate performance of neural network controllers. The robot are implemented with the remote control capability.

A Study on the Horizontal Driving of 2 Wheel Balancing Robot Using a IMU (IMU를 이용한 2휠 벨런싱 로봇의 수평 주행에 관한 연구)

  • Kang, Jin-Gu;Kim, Jae-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2011.01a
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    • pp.279-280
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    • 2011
  • 2바퀴이상의 로봇은 중심점을 기준으로 안정화가 이루어진다. 그러나 2바퀴이하의 로봇으로 수직 자세를 유지하기 위해서는 로봇자체를 기울여 중심점을 이동하므로 수평을 유지할 수 있다. 그러나 이러한 중심점의 이동은 속도나 방향성분이 같이 출력되므로 정확한 센서의 계산이 요구되고 정밀한 제어를 필요로 한다. 또한 많은 구조물로 인해 장애물 인식 및 자율주행 알고리즘 등이 필요하며 장시간 정보획득과 무인기 연동을 위한 빠른 움직임을 가져야한다. 위의 2조건을 만족하기 위한 구성으로 최근들어 두 바퀴를 가지는 모바일 역진자 로봇에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이는 서비스 및 주행 로봇의 알고리즘이 휴머노이드에서 모바일 역진자 로봇으로 변화되었기 때문이다. 모바일 역진자 로봇은 휴머노이드에 비하여 사용되는 모터의 수가 적고 균형을 잡으려면 관절마다 값비싼 고성능 모터가 필요하며 이를 가동하려면 전력도 많이 소모되며 대용량 배터리를 장착할 수밖에 없게 된다. 반면 바퀴로 움직이는 로봇은 전력이 적게 들고 이동도 쉽다. 따라서 본 연구에서는 IMU를 이용한 간단하면서도 정확한 센서의 연산 방법과 이를 이용한 자세제어 방법을 연구한다.

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Balancing Control of a Two Wheeled Mobile Robot System (두 바퀴로 구동하는 이동로봇 시스템의 균형 제어)

  • Lee, Hyung-Jik;Jung, Seul
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.48 no.6
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    • pp.1-7
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    • 2011
  • This paper presents implementation and control of a two wheeled mobile robot system which consists of two systems, an inverted pendulum system and a mobile robot system. Control purpose is to regulate its balancing and navigation. The balancing robot has advantages of one point turning and robust balancing against disturbances from the ground. Simulation studies of local and global control methods are performed. Since the robot is implemented to have a symmetrical structure, simple linear control algorithms are used for balancing and navigation. Low cost sensors such as gyro and tilt sensor are fused together to detect the inclined angle. Experimental studies of following desired circular trajectory are conducted.

Design and implementation of biped working robot (2족 보행 로봇 설계 및 구현)

  • Kim, Myung-Jin;Kim, Nam-Ho
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2007.10a
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    • pp.522-525
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    • 2007
  • Most big difference of existing robot and biped robot stays at the leg. The wheel is very efficient with the portability than the leg. However biped robot can accomplish many role height. But The two thing which we take the center to the leg and walk to the stability is not easy work. Therefore this proposal make efforts that we try to find technical element for the walking of the robot through its design and implementation.

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Two Feature Points Based Laser Scanner for Mobile Robot Navigation (레이저 센서에서 두 개의 특징점을 이용한 이동로봇의 항법)

  • Kim, Joo-Wan;Shim, Duk-Sun
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.18 no.2
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    • pp.134-141
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    • 2014
  • Mobile robots use various sensors for navigation such as wheel encoder, vision sensor, sonar, and laser sensors. Dead reckoning is used with wheel encoder, resulting in the accumulation of positioning errors. For that reason wheel encoder can not be used alone. Too much information of vision sensors leads to an increase in the number of features and complexity of perception scheme. Also Sonar sensor is not suitable for positioning because of its poor accuracy. On the other hand, laser sensor provides accurate distance information relatively. In this paper we propose to extract the angular information from the distance information of laser range finder and use the Kalman filter that match the heading and distance of the laser range finder and those of wheel encoder. For laser scanner with one feature point error may increase much when the feature point is variant or jumping to a new feature point. To solve the problem, we propose to use two feature points and show that the positioning error can be reduced much.

Joint Space Trajectory Planning on RTOS (실시간 운영체제에서 관절 공간 궤적 생성)

  • Yang, Gil-Jin;Choi, Byoung-Wook
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.24 no.1
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    • pp.52-57
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    • 2014
  • This paper presents an implementation of a smooth path planning method considering physical limits on a real time operating system for a two-wheel mobile robot. A Bezier curve is utilized to make a smooth path considering a robot's position and direction angle through the defined path. A convolution operator is used to generate the center velocity trajectory to travel the distance of the planned path while satisfying the physical limits. The joint space velocity is computed to drive the two-wheel mobile robot from the center velocity. Trajectory planning, velocity command according to the planned trajectory, and monitoring of encoder data are implemented with a multi-tasking system. And the synchronization of tasks is performed with a real-time mechanism of Event Flag. A real time system with multi-tasks is implemented and the result is compared with a non-real-time system in terms of path tracking to the designed path. The result shows the usefulness of a real-time multi-tasking system to the control system which requires real-time features.

Dynamic Walking for a Biped Robot Using Fuzzy Model (퍼지 모델을 이용한 이족 로봇의 동적 보행 설계)

  • 장권규;주영훈;두평수;박현빈
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.107-110
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    • 2004
  • 이족 로봇은 기존의 바퀴로 움직이는 로봇에 비해 더 큰 이동성을 가지고 있다. 하지만 현실적으로는 쉽게 넘어지는 경향이 있어서, 보행시 동적인 안정성을 확보해야 할 필요성이 있다. 하지만 이를 위한 기구학적 해석이나 동역학적 해석이 너무 난해하다는 단점이 있다. 본 논문에서는, 이족 로봇의 동적 보행에 있어서 안정성을 확보하기 위해 퍼지 모델을 설계하고, 시뮬레이션을 실현함으로써 본 논문에서 제안된 보행 알고리즘이 실현가능한 것임을 확인한다.

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Walk assistance robot handlebar development that grasp of walk will (보행의지를 파악하는 보행보조로봇 핸들바 구현)

  • Lee, Dong-Kwang;Kong, Jung-Shik;Kwon, Oh-Sang;Nam, Eun-Suk;Lee, Eung-Hyuk
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.259-260
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    • 2008
  • 이 논문은 노인 및 장애인의 활동을 보조하기 위한 보행보조 로봇의 기술인 사용자의 진행하고자 하는 방향과 속도를 검출하는 보행 보조 로봇의 조향 장치를 구현 하고자 한다. 최근에 노인인구의 증가로 인해 노인 및 장애인을 위한 보행 보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 그러나 대부분의 경우 동력이 없는 시스템으로 경사 등의 공간에서 취약성을 가지 고 있다. 이에 동력형 보행보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 대부분의 경우 보행보조기의 제어가 조정한다는 의미가 적합하였다. 그러나 이 논문에서는 사용자의 움직임이 손에 전달되는 힘에 의해 사용자의 의지력을 파악 하는 두가지형태의 조향장치를 구현하였다. 첫째로 가변저항을 이용하여 보행의지를 파악하고, 두 번째로 힘센서를 이용하여 보행의지를 파악하였다. 위 두가지 센서를 기초로 사용자가 이동하고자 하는 이동 방향과 이동 속도 데이터를 기초로 보행보조기의 차량 속도와 방향에 대해 구동 바퀴의 차동 구동을 통해 사용자의 의지에 맞춰 구동할 수 있도록 하였다.

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