• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.13 no.5
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• pp.646-655
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• 2009

This paper presents a new search strategy based on models of evolution in order to solve the problem of collision-free robotic path planning. We designed the robot path planning method with genetic algorithm which has become a well-known technique for optimization, intelligent search. Considering the path points as genes in a chromosome will provide a number of possible solutions on a given map. In this case, path distances that each chromosome creates can be regarded as a fitness measure for the corresponding chromosome. The effectiveness of the proposed genetic algorithm in the path planning was demonstrated by simulation. The proposed search strategy is able to use multiple and static obstacles.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.12
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• pp.1124-1132
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• 2011

This paper deals with smooth path generation using B-spline for fixed-wing unmanned aerial vehicles manuevering in 2D environment. Hexagonal cell representation is employed to model the 2D environment, which features increased connectivity among cells over square cell representation. Subsequently, hexagonal cell representation enables smoother path generation based on a discrete sequence of path from the path planner. In addition, we present an on-line path smoothing algorithm incorporating B-spline path templates. The path templates are computed off-line by taking into account all possible path sequences within finite horizon. During on-line implementation, the B-spline curves from the templates are stitched together repeatedly to come up with a reference trajectory for UAVs. This method is an effective way of generating smooth path with reduced on-line computation requirement, hence it can be implemented on a small low-cost autopilot that has limited computational resources.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.13 no.1
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• pp.18-23
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• 2003

This paper presents new algorithms of path planning and obstacle avoidance for an autonomous mobile robot to navigate under unknown environments in the real time. Temporary targets are set up by distance variation method and then the algorithms of trajectory planning and obstacle avoidance are designed using fuzzy rules. It is shown by computer simulation that these algorithms are working well. Furthermore, an autonomous mobile robot was constructed to implement and test these algorithms in the real field. The experimental results are also satisfactory just like those of computer simulation.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.6 no.1
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• pp.148-156
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• 2011

This paper presents an implementation of autonomous navigation of a mobile robot indoors. It explains methods for map building, localization, obstacle avoidance and path planning. Geometric map is used for localization and path planning. The localization method calculates sensor data based on the map for comparison with the real sensor data. Monte Carlo Localization(MCL) method is adopted for estimation of the robot position. For obstacle avoidance, an artificial potential field generates repulsive and attractive force to the robot. Dijkstra algorithm plans the shortest distance path from a start position to a goal point. The methods integrate into autonomous navigation method and implemented for indoor navigation. The experiments show that the proposed method works well for safe autonomous navigation.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2008.04a
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• pp.46-49
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• 2008

본 논문은 이동 로봇의 이동 및 거리 센싱의 불확실성을 고려한 시뮬레이터 개발에 대해 소개한다. 이동 로봇은 구동기, 바닥의 불안정성, 바퀴 및 구동 기구의 불확실성, 그리고 기타 구조적으로 어려운 다양한 원인으로 동작 명령과 차이가 있게 이동한다. 또한 이동 로봇에 장착된 각종 센서는 센서 자체의 불안정성, 주변 환경의 불안정성등에 의하여 정확한 측정값을 출력하지 못한다. 이러한 이동 및 센서의 불안정성은 로봇의 자율 주행 알고리즘의 구현이 가장 큰 장애물이 되고 있다. 예측하기 어려운 불안정성을 고려하지 않은 알고리즘은 실제 환경에서 필연적으로 동작에 실패하여 크고 작은 사고를 일으킨다. 따라서 알고리즘의 검증을 위해 시뮬레이터가 각종 불확실성을 포함하여 로봇 동작이 실제에 유사하도록 하여야 한다. 본 연구에서는 이동 로봇의 이동과 센싱에 불확실성을 포함하도록한 시뮬레이터를 개발하였다. 다양한 센서들 중 이동 로봇의 위치 추정, 장애물 인식, 지도 작성등에 가장 기본적으로 사용되는 영역 센서를 대상으로 불확실성을 구현하였다. 개발된 시뮬레이터를 사용하여 알고리즘을 검증하는 경우와 불확실성을 고려하지 않은 시뮬레이터를 사용하여 알고리즘을 검증하는 경우를 비교하여, 제안된 시뮬레이터의 성능을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2022.05a
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• pp.696-698
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• 2022

게임에서는 장애물이 가로 막고 있을 때 길 찾기 알고리즘이 요구된다. Path Finding Method 는 길과 장애물을 고려하여 목적지까지의 경로를 찾는 방법을 말한다. A^* 알고리즘은 이런 복잡한 미로 찾기에 최적화된 Path Finding 알고리즘이다. 하지만, 모바일 같은 저비용 기기에서 A^* 알고리즘을 사용하기엔 단순한 지형에서도 연산 부하가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 가상의 공간에서 Grid를 구축하여, 통행이 가능한 곳과 불가능한 곳을 나누어 최종 지점에 도달할 수 있도록 하는 방식을 제안한다. 본 논문에서 제시한 Path Finding Method 는 최종 지점이 막다른 길인 경우 가장 가까운 이동 가능한 경로로 길을 안내하도록 설계하여 예외 상황에 대처했다. 대표적인 길 찾기 알고리즘인 Dijkstra 알고리즘은 최소 비용을 고려해서 최단으로 가는 거리를 비교하여 길을 나타낼 수 있다. 하지만, Dijkstra 알고리즘 경우 비용이 양수가 아닌 음수의 경우 무한 루프에 빠지는 등 결과 값이 제대로 나오지 않을 수 있다. 본 논문에서 제안한 Path Finding Method 는 최소 비용을 노드별로 비교하는 방식이 아닌 초기 비용을 알 수 없는 분야에 쉽게 사용할 수 있다. 본 논문에서는 제안한 Path Finding Method 를 적용하여 Web 게임을 제작하는 것에 성공하였다. 향후, Path Finding Method 결과에 위치 정렬 알고리즘을 적용하여, 중복된 지역을 가는 확률을 최소화하면서 정리된 Path 가 돌출되도록 연구할 예정이다. 본 논문의 Path Finding Method 은 게임 개발 분야에 적극 기여되길 바란다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.31 no.1C
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• pp.26-35
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• 2006

In this paper, an automatic mobile robot system for a intelligent path planning using the detection scheme of the spatial coordinates based on stereo camera is proposed. In the proposed system, face area of a moving person is detected from a left image among the stereo image pairs by using the YCbCr color model and its center coordinates are computed by using the centroid method and then using these data, the stereo camera embedded on the mobile robot can be controlled for tracking the moving target in real-time. Moreover, using the disparity map obtained from the left and right images captured by the tracking-controlled stereo camera system and the perspective transformation between a 3-D scene and an image plane, depth information can be detected. Finally, based-on the analysis of these calculated coordinates, a mobile robot system is derived as a intelligent path planning and a estimation. From some experiments on robot driving with 240 frames of the stereo images, it is analyzed that error ratio between the calculated and measured values of the distance between the mobile robot and the objects, and relative distance between the other objects is found to be very low value of $2.19\%$ and $1.52\%$ on average, respectably.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.15 no.4
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• pp.759-764
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• 2011

This paper deals with the method of using the amended virtual force field technique to avoidance the front environment(wall, obstacles etc.) in navigating by using the environmental informations recognized by a ultrasonic-ring and pan/tilt CCD camera equipped on a mobile robot. we will give an explanation for the robot system architecture designed and implemented in this study and a short review of existing techniques, since there exist several recent thorough books and review paper on this paper. It is proposed the rusult from the experimental run based on a virtual force field(VFF) method to support the validity of the aforementioned architecture of mobile service robot for local navigation and obstacle avoidance for autonomous mobile robots. We will conclude by discussing some possible future extensions of the project. The results show that the proposed algorithm is apt to identify obstacles in an indoor environments to guide the robot to the goal location safely.

• Information and Communications Magazine
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• v.25 no.4
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• pp.5-10
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• 2008

지능형 로봇은 자율적으로 이동할 수 있어야 한다는 것이 PC와 기본적으로 다른 점이다. 이동 로봇이 자율 주행할 때 꼭 필요한 기술이 위치 인식 기술과 장애물 감지 기술이다. 장애물 감지 기술은 이동 로봇이 다른 물체와 충돌하지 않도록 하기 위해 필요한 기술이지만 위치 인식 기술은 로봇이 현재 위치를 알고 목적지로 주행하기 위해 매우 중요한 기술이다. 지능형 로봇의 자율 주행 측면에서 위치 인식 기술은 필수적 핵심 기술이다. 위치 인식 센서는 로봇의 절대 위치 및 방향각 정보를 획득하여 실시간으로 관련 데이터를 지능형 로봇에 전달한다. 이로써 지능형 로봇의 이동 경로와 방향 제어가 가능해지고, 로봇을 보다 안정적으로 제어할 수 있다. 즉 로봇이 자기 위치를 인식한 후에야 안정적이고 지속적인 자율 주행이 가능해진다. (주)나인티시스템은 네트워크 기반 위치 파악용 indoor GPS 개념으로 로봇 위치 파악 센서 iGS를 개발하여 공급하고 있다. (주)나인티시스템이 개발한 iGS는 지능형 로봇의 거리, 위치, 방향을 파악하기 위해 초음파 송/수신부 및 RF 모듈로 Handware가 구성되어 있고 위치 추정 알고리즘, 장애물에 강건한 알고리즘 등이 Firmware를 구성하고 있다. 로봇 시장의 잠재적 성장 가능성을 고려할 때 로봇의 자율 운용에 필수적인 위치 파악 요소 기술을 선개발하여 상업화하는 것은 경제적으로도 큰 의미를 갖는다. 뿐만 아니라 위치 파악 요소 기술의 선도적 개발에 의해 미래 지능형 로봇시장을 주도할 수 있는 계기도 기대할 수 있다. Robot에 적정 가격대의 위치 인식 기술이 접목되면 Robot 산업의 활성화가 가능하다. 현재 청소용 Robot은 충돌 방지정도의 인식을 하고 있지만 위치 인식 기술이 접목되면 청소용 Robot이 더 많은 Service를 제공할 수 있다. 더 많은 Service의 실행으로 Robot 산업이 활성화되면 관련 요소기술 산업이 활성화된다. Robot 산업과 부품 산업이 활성화되면 Robot 관련 산업의 수익 Model이 다양해 진다. 위치 인식 기술은 Robot 산업뿐 아니라 산업 전반의 활성화에도 크게 기여할 것이다. 위치 인식 기술은 지능형 Robot의 자율 주행뿐 아니라 다양한 분야에 응용이 가능하다. 또한 위치 인식 기술을 국산화하면 기존 수입품을 대체할 뿐아니라 수출 시장의 진출에도 크게 기여할 수 있다.

• The Transactions of the Korea Information Processing Society
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• v.6 no.12
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• pp.3710-3717
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• 1999

For the development of unmanned autonomous vehicle, it is essential to detect obstacles, especially vehicles, in the forward direction of navigation. In order to reliably exclude regions that do not contain obstacles and save a considerable amount of computational effort, it is often necessary to confine computation only to ROI(region of interest)s. A ROI is usually chosen as the interior region of the lane. We propose a computationally simple and efficient method for the detection of lanes based on Hough transform and quadratic curve fitting. The proposed method first employs Hough transform to get approximate locations of lanes, and then applies quadratic curve fitting to the locations computed by Hough transform. We have experimented the proposed method on real outdoor road scene. Experimental results show that our method gives accurate detection of straight and curve lanes, and is computationally very efficient.