• 제목/요약/키워드: 자율 이동 로봇

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Co-Evolution of Subsumption Architecture for Behavior Learning of Autonomous Mobile Robot (자율 이동 로봇의 행동 학습을 위한 포섭 구조의 공진화)

  • 김현영;허광승;이동욱;심귀보
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.28-31
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    • 2002
  • 본 논문에서는 자율 이동 로봇의 학습을 위해 신경망과 진화 알고리즘을 이용한 방법을 제안한다. 이것은 자연계의 생물이 진화와 학습을 통해 환경에 적응해 나가는 방식과 유사하다. 또한 본 논문에서는 행동기반 제어 방법인 포섭구조를 이용해 로봇의 행동을 제어하는 방법을 제안한다 포섭 구조는 행동 규칙을 병렬적으로 모듈화 하여 낮은 레벨에서는 기본적인 행동을 담당하고, 높은 레벨에서는 좀 더 복잡한 행동을 담당하는 구조로 되어있다 따라서 각 행동 레벨이 협조를 함으로써 복잡한 임무를 수행할 수 있다. 포섭 구조에서 각 레벨의 제어기는 신경 망으로 구성하며 각 행동 레벨이 서로 영향을 주고받으며 진화함으로써 주어진 임무를 달성하도록 한다. 제안된 방법은 자율 이동 로봇인 Khepera 로봇을 이용해 실제 환경에서 구현함으로서 그 유효성을 입증한다.

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Internet-based Tele-operation of the Autonomous Mobile Robot (인터넷을 통한 자율이동로봇 원격 제어)

  • 변광섭;심귀보
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 추계 학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.13-16
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    • 2003
  • 본 논문에서는 인터넷의 기능을 이용하여 인터넷이 연결된 어느 장소에서라도 로봇을 원격으로 제어하거나 로봇으로부터 받은 정보를 인터넷으로 전송 받아 처리할 수 있는 알고리즘을 구현하였다. 빠른 영상정보 전송을 위해 JPEG 압축 기술을 이용하였다. 인터넷을 통한 원격 제어에서의 가장 큰 문제점은 전송 지연 또는 데이터 손실과 같은 통신 장애이다. 이러한 상황에서도 로봇이 스스로 자신을 보호하고 원하는 작업을 수행하도록 하기 위해 자율이동 기능이 필수적인데, 이를 위해 본 논문에서는 2-layer fuzzy controller를 이용하였다. 2-layer fuzzy controller를 이용하여 로봇은 장애물을 회피하면서 원활하게 이동할 수 있다. 마지막으로 실제 구현 및 실험을 통해 그 효율성을 평가한다.

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Learning Robot Behaviors by Evolving Genetic Programs (유전자 프로그램의 진화를 이용한 자율이동로봇의 행동 학습)

  • 이광주;장병탁
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (B)
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    • pp.259-261
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    • 2000
  • 주어진 환경에 대한 특별한 사전 지식 없이 그 환경에 적응할 수 있는 자율이동로봇을 설계할 때는 우선 특정한 상황에서만 유효한 가정들을 될 수 있는 대로 배제하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 적응 능력을 갖춘 자율이동로봇을 설계하기 위한 일환으로 유전자 프로그램을 이용하여 로봇의 제어기를 표현하고, 이를 진화하여 로봇이 현재 자신의 주변에서 얻을 수 있는 정보에만 기초하여 목표물을 찾아가는 행동 규칙을 학습하도록 하였다. 로봇은 현재 자신이 놓여있는 환경에 대한 지도를 작성하지 않은 채 현재 자신의 주변에서 얻을 수 있는 지역적인 정보만으로 특정 목표물을 찾아가도록 학습된다. 로봇은 먼저 단층 퍼셉트론을 사용하여 주어진 공간내의 장애물과 목표물을 인지하도록 학습된다. 그 이후 학습된 퍼셉트론을 유전자 프로그램의 함수 노드로 사용하여 트리를 진화시켰다. Khepera 시뮬레이터를 이용한 실험 결과, 로봇은 제한된 지역 정보만을 사용하여 목표물을 찾아가는 행동 규칙을 매우 안정적으로 학습할 수 있었다.

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Path Planning of a Mobile Robot with Vision System Using Fuzzy Rules (비전 시스템을 가지는 자율주행 이동로봇을 위한 퍼지 규칙을 이용한 경로 계획)

  • 김재훈;강근택;이원창
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.219-222
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    • 2002
  • 본 논문에서는 미지의 환경에서 이동로봇의 자율 주행이 가능하도록 비전 시스템과 퍼지규칙을 이용한 경로 설정과 장애물 회피를 위한 알고리즘을 소개 하고자 한다. 한편 원격지에서도 로봇의 움직임을 파악할 수 있도록 인터넷을 통한 원격운용 기능을 추가함으로써 로봇의 효율적인 운용이 가능하도록 하였다. 소벨 연산자를 이용한 장애물의 윤곽선 추출과 퍼지규칙을 이용하여 경로 계획과 장애물 회피를 위한 알고리즘을 생성하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션으로 그 효율성을 검증하였다. 또한 실제 이동 로봇을 제작하여 실험한 결과에서도 제안된 알고리즘이 우수한 성능을 발휘함을 확인할 수 있었다.

A study on Simple and Complex Algorithm of Self Controlled Mobile Robot for the Obstacle Avoidance and Path Plan (자율 이동로봇의 장애물 회피 및 경로계획에 대한 간략화 알고리즘과 복합 알고리즘에 관한 연구)

  • 류한성;최중경;구본민;박무열;권정혁
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • 제6권1호
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    • pp.115-123
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    • 2002
  • In this paper, we present two types of vision algorithm that mobile robot has CCD camera. for obstacle avoidance and path plan. One is simple algorithm that compare with grey level from input images. Also, The mobile robot depend on image processing and move command from PC host. we has been studied self controlled mobile robot system with CCD camera. This system consists of TMS320F240 digital signal processor, step motor, RF module and CCD camera. we used wireless RF module for movable command transmitting between robot and host PC. This robot go straight until 95 percent filled screen from input image. And the robot recognizes obstacle about 95 percent filled something, so it could avoid the obstacle and conclude new path plan. Another is complex algorithm that image preprocessing by edge detection, converting, thresholding and image processing by labeling, segmentation, pixel density calculation.

Study on Path Planning for Autonomous Mobile Robot using Potential Field (Potential Field를 이용한 자율이동로봇의 경로 계획에 관한 연구)

  • Jung, Kwang-Min;Lee, Hea-Jae;Sim, Kwee-Bo
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • 제19권5호
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    • pp.737-742
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    • 2009
  • The popularity of autonomous mobile robots have been rapidly increasing due to their new emerging application area, from room cleaning, tourist guidance to space explorations. However, the development of a satisfactory control algorithm that will enable the autonomous mobile robots to navigate safely especially in dynamic environments is still an open research problem. In this paper, a newly proposed potential field based control method is implemented, analyzed, and improvements are suggest based on experimental results obtain from computer simulations. The experimental results are presented to show the effectiveness of the behavior-based control using the proposed potential field generation technique.

Cooperative Co-evolution of Multi-Behavior Level in Subsumption Architecture (포섭 구조에서 다중 행동 레벨의 협조적 공진화)

  • 김현영;이동욱;심귀보
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.235-238
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    • 2002
  • 본 논문에서는 자율 이동 로봇의 학습을 위해 신경망과 진화 알고리즘을 이용한 방법을 제안하고 또한 행동기반 제어 방법인 포섭구조를 이용해 로봇의 행동을 제어하는 방법을 제안한다. 포섭 구조는 기존의 Al방법과는 달리 행동 규칙을 병렬적으로 모듈화 하여 낮은 레벨에서는 기본적인 행동을 담당하고, 높은 레벨에서는 좀 더 복잡한 행동을 담당하는 구조로 되어있다. 따라서 각 행동 레벨이 협조를 함으로써 복잡한 임무를 수행할 수 있다 포섭 구조에서 각 레벨의 제어기는 신경망으로 구성하며 각 행동 레벨이 서로 영향을 주고받으며 진화함으로써 주어진 임무를 달성하도록 한다 제안된 방법은 자율 이동 로봇인 Khepera 로봇의 시뮬레이션을 통해 결과의 효율성을 입증한다.

Autonomous Navigation Controller of Differential Drive Mobile Robots in Unknown Environments (불확실한 환경에서의 차륜 구동 이동 로봇의 자율 주행 제어기)

  • Yoon, Do-Young;Oh, Sang-Rok;Park, Gwi-Tae;Kim, Hwang-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2417-2419
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    • 2003
  • 이동성에 nonholonomic 제약을 받는 차륜 구동 이동 로봇의 불확실한 환경에서의 자율 주행 제어기를 제안하였다. 전체 시스템은 on-line으로 지역경로 계획을 하는 planner 부분과 차륜 구동 이동 로봇의 nonholonomic 제약을 극복하면서 계획된 지역 경로를 충실히 추종하기 위한 제어기 부분의 두 부분으로 구성하였다. Planner는 빠른 응답을 생성하고, 전역적인 정보를 사용하지 않기 위하여 반사적인 제어 방식에 의한 경로 생성 방식을 채택하였고, 제어기 부분은 비선형 posture feedback stabilizer로 설계하였다. 제안된 시스템은 단순한 형태의 제어 방식으로 완전한 자율적인 판단에 의한 장애물 회피와 목표 지점으로의 수렴 능력을 보여 준다. 본 시스템의 단순하면서도 효과적인 자율주행 능력은 반사제어 방식의 장점과 feedback 제어기의 증명된 안정성에서 기인한다. 시뮬레이션과 자체 구현한 차륜 구동 이동 로봇인 "MARI"로 실제 환경에서의 실험을 실시하여 제안된 제어기의 유효성을 검증하였다.

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Object-following Mobile Robot production (물체추적 이동로봇 제작)

  • Kim, Il-Ju;Lee, Ha-Suk;Lee, Kyu-Hwa;Lee, Song-Keun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1964-1965
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    • 2007
  • 두 카메라로 받아들인 영상을 매트랩(MATLAB)을 이용하여 각각의 카메라에서 시간차를 두고 찍은 첫 번째 사진과 두 번째 사진의 GRAY변환 후 두 사진의 차로 임의로 나눈 3영역에서 움직임을 확인하고 이동방향을 알 수 있었다. 카메라에서 연속적으로 찍은 세 번째 사진과 네 번째 사진도 차를 내어 자율 이동 로봇은 물체를 쫓아가게 된다. 카메라에서 사진을 계속 캡처한 후 차를 내어 자율 이동 로봇이 물체를 쫓아가도록 설계 및 제작 하였다. 자율 이동 로봇은 사람의 눈과 같은 고정된 두 대의 카메라를 사용했다. 영상 처리와 모터제어의 빠른 연산을 위해 컴퓨터를 사용하였고, 영상 처리된 신호는 프린터포트를 이용하여 모터제어를 하였다.

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Simulation and Implementation of Potential Field Based Self-Deployment Scheme in Mobile Sensor Robot Networks (이동 센서 로봇 네트워크에서 포텐셜 필드 기반 자율배치기법의 시뮬레이션 및 구현)

  • Kang, In-Seok;Kim, Young-Hwan;Kim, Chan-Myung;Han, Yun-Hee
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.635-638
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    • 2011
  • 기존 센서들은 고정형 무선 네트워크로 구성되어 재난지역, 군사지역 등의 지역에서는 데이터를 획득 할 수 있는 관찰영역이 제한적이다. 하지만 이동 능력을 가진 센서들이 스스로 주변 센서들의 위치와 장애물의 위치를 이용하여 자율 배치된다면 센서들의 관찰영역을 보다 많이 확보하면서 보다 더 정확한 데이터를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 로봇 공학 분야에서 많이 사용하는 Player/Stage 시뮬레이터를 이용하여 다양한 실제 환경과 같은 가상의 환경에서 포텐셜 필드 방식을 적용한 센서 로봇 집단의 자율 배치 기법을 모의실험하고 검증한다. 또한 그 자율 배치 방법을 이용한 실제 이동 센서 로봇집단의 구현 내용 및 결과를 제시한다.