Lee Jun-Woo;Choe, Kyoung-Geun;Cho, Hun-Hee;Jeong, Seong-Kyun;Bong, Jae-Hwan
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.17
no.3
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pp.507-514
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2022
Mobile manipulators are getting lime light in the field of home automation due to their mobility and manipulation capabilities. In this paper, we developed a small size manipulator system that can be mounted on a mobile robot as a preliminary study to develop a mobile manipulator. The developed manipulator has four degree-of-freedom. At the end-effector of manipulator, there are a camera and a gripper to recognize and manipulate the object. One of four degree-of-freedom is linear motion in vertical direction for better interaction with human hands which are located higher than the mobile manipulator. The developed manipulator was designed to dispose the four actuators close to the base of the manipulator to reduce rotational inertia of the manipulator, which improves stability of manipulation and reduces the risk of rollover. The developed manipulator repeatedly performed a pick and place task and successfully manipulate the object within the workspace of manipulator.
In this paper, we implement an unmanned delivery robot system with Robot Operating System(ROS)-based mobile manipulator, and introduce the technologies employed for the system implementation. The robot consists of a mobile robot capable of autonomous navigation inside the building using an elevator and a Selective Compliance Assembly Robot Arm(SCARA)-Type manipulator equipped with a vacuum pump. The robot can determines the position and orientation for picking up a package through image segmentation and corner detection using the camera on the manipulator. The proposed system has a user interface implemented to check the delivery status and determine the real-time location of the robot through a web server linked to the application and ROS, and recognizes the shipment and address at the delivery station through You Only Look Once(YOLO) and Optical Character Recognition(OCR). The effectiveness of the system is validated through delivery experiments conducted within a 4-story building.
Kim, Ji-Hwan;Kim, Kang-Min;Jung, Ji-Wook;Park, Jin-Hyeok;Jung, Ju-Won
Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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2017.11a
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pp.1304-1306
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2017
지금의 농산업 기술발전에서 발생하는 사회적 갈등을 방지 할 수 있는 기술혁신의 일종으로 무인 시스템을 탑재한 미니로봇의 개발에 대해 연구한다. 해당 로봇은 모바일 5축 매니퓰레이터 형태를 기반으로 하여 험지에서 이동하기 위해 궤도바퀴를 이용하였고 웹 서버와 자율주행 기술로 일련의 무인 시스템을 구축하였다.
Most of the initial forms of cooperative robots were intended to repeat simple tasks in a given space. So, they showed no significant difference from industrial robots. However, research for improving worker's productivity and supplementing human's limited working hours is expanding. Also, there have been active attempts to use it as a service robot by applying AI technology. In line with these social changes, we produced a mobile manipulator that can improve the worker's efficiency and completely replace one person. First, we combined cooperative robot with mobile robot. Second, we applied speech recognition technology and deep learning based object detection. Finally, we integrated all the systems by ROS (robot operating system). This system can communicate with workers by voice and drive autonomously and perform the Pick & Place task.
Since the mobile platform and the manipulator mounted on it move at the same time in a mobile manipulator, the risk of mutual collision increases. Most of the studies on collision avoidance of mobile manipulators cannot be applied to differential drive type mobile platforms or the end-effector tends to deviate from the desired trajectory for collision avoidance. In this study, a collision avoidance algorithm based on null space projection (CANS) that solves these two problems is proposed. To this end, a modified repulsive force that overcomes the non-holonomic constraints of a mobile platform is generated by adding a virtual repulsive force in the direction of its instantaneous velocity. And by converting this repulsive force into a repulsive velocity and applying it to the null space, the end-effector of the robot avoids a collision while moving along its original trajectory. The proposed CANS algorithm showed excellent performance through self-collision avoidance tests and door opening tests.
Kim, Sunhong;Sathya, Ajay;Swevers, Jan;Choi, Youngjin
The Journal of Korea Robotics Society
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v.17
no.3
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pp.359-364
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2022
This study presents a nonlinear model predictive control (NMPC)-based obstacle avoidance and whole-body motion planning method for the mobile manipulators. For the whole-body motion control, the mobile manipulator with an omnidirectional mobile base was modeled as a nine degrees-of-freedom (DoFs) serial open chain with the PPR (base) plus 6R (arm) joints, and a swept sphere volume (SSV) was applied to define a convex hull for collision avoidance. The proposed receding horizon control scheme can generate a trajectory to track the end-effector pose while avoiding the self-collision and obstacle in the task space. The proposed method could be calculated using an interior-point (IP) method solver with 100[ms] sampling time and ten samples of horizon size, and the validation of the method was conducted in the environment of Pybullet simulation.
There are four methods such as 1:1, 1:N, N:1, and N:N in the tele-operating system for control the remote side robot. The operator must know the information of surroundings of the robot, collision possibility of the mobil equipment, and force feedback of the manipulator. The time delay problem occurs in the tele-operating and it causes vibration and expressive power of the manipulator owing to bidirectional force feedback. N:N control technique having been developed lately has a switching algorithm for the operator to select the target robot or it's partial equipment. When multi-operators work together to accomplish a task with multi-robots, the switching facility must be offered. And the automatic tuning skill to generalize the operator's tendency is needed also. We describes the methodologies and skills for developing a haptic-based tele-operating environments to makes it possible to control the remote multi-robots with multi-operators in this paper.
Park, Moon-Youl;hwang, Won-Jun;Park, In-Man;Kang, Un-Wook
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.17
no.4
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pp.217-226
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2014
Since the world has changed to a society of 21st century high-tech industries, the modern people have become reluctant to work in a difficult and dirty environment. Therefore, unmanned technologies through robots are being demanded. Now days, effects such as voice, control, obstacle avoidance are being suggested, and especially, voice recognition technique that enables convenient interaction between human and machines is very important. In this study, in order to conduct study on the stable motion control of the robot system that has mobile-manipulator structure and is voice command-based, kinetic interpretation and dynamic modeling of two-armed manipulator and three-wheel mobile robot were conducted. In addition, autonomous driving of three-wheel mobile robot and motion control system of two-armed manipulator were designed, and combined robot control through voice command was conducted. For the performance experiment method, driving control and simulation mock experiment of manipulator that has two-armed structure was conducted, and for experiment of combined robot motion control which is voice command-based, through driving control, motion control of two-armed manipulator, and combined control based on voice command, experiment on stable motion control of voice command-based robot system that has mobile-manipulator structure was verified.
A mobile manipulator is capable of handling a wide range of workspaces by overcoming the limitations of mobility inherent in existing fixed-base manipulators. To simulate the mobile manipulator, two contact operations should be considered in the physics engines. One of these operations is the grasp stability between the gripper and the object, while the other involves the contact between the wheels of the mobile robot and the ground during driving. However, it is still difficult to choose an appropriate physics engine for simulating these contact operations of the mobile manipulator. In this paper, the performance of physics engines for simulating the mobile manipulator is evaluated. Firstly, the grasp stability of the physics engine is quantitatively evaluated based on the contact force discontinuity. Secondly, when the mobile robot is controlled by open or closed-loop control methods, differences in the path taken by the mobile robot depending on the physics engine are analyzed. To assess the performance of robot simulation, three dynamic simulators-MuJoCo, CoppeliaSim, and IsaacSim-are used along with five physics engines: MuJoCo, Newton, ODE, Bullet, and PhysX.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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