• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.10 no.3
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• pp.198-206
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• 2009

This paper presents the reduction of the positional uncertainty of an ultrasonic sensor ring with overlapped beam pattern for the efficient obstacle detection of a mobile robot. Basically, it is assumed that a relatively small number of inexpensive low directivity ultrasonic sensors are installed at regular spacings along the side of a circular mobile robot with their beams overlapped. First, for both single and double obstacles, we show that the positional uncertainty inherent to an ultrasonic sensor can be reduced using the overlapped beam pattern, and also quantify the relative improvement in positional uncertainty. Second, given measured distance data from one or two ultrasonic sensors, we devise the geometric method to determine the position of an obstacle with respect to the center of a mobile robot. Third, we examine and compare existing ultrasonic sensor models, including Gaussian distribution, parabolic distribution, uniform distribution, and impulse, and then build the sensor model of overlapped ultrasonic sensors, adequate for obstacle detection in terms of positional uncertainty and computational requirement. Finally, through experiments using our prototype ultrasonic sensor ring, the validity of overlapped beam pattern for reduced positional uncertainty and efficient obstacle detection is demonstrated.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.13 no.5
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• pp.377-388
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• 2020

In this paper, the autonomous mobile robot whit only LRF sensors proposes an algorithm for avoiding moving obstacles in an environment where a global map containing fixed obstacles. First of all, in oder to avoid moving obstacles, moving obstacles are extracted using LRF distance sensor data and a global map. An ellipse-shaped safety radius is created using the sum of relative vector components between the extracted moving obstacles and of the autonomuos mobile robot. Considering the created safety radius, the autonomous mobile robot can avoid moving obstacles and reach the destination. To verify the proposed algorithm, use quantitative analysis methods to compare and analyze with existing algorithms. The analysis method compares the length and run time of the proposed algorithm with the length of the path of the existing algorithm based on the absence of a moving obstacle. The proposed algorithm can be avoided by taking into account the relative speed and direction of the moving obstacle, so both the route and the driving time show higher performance than the existing algorithm.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.46 no.1
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• pp.23-30
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• 2009

In this paper, the intelligent vision system for an effective and intelligent path-planning of an industrial AGV system based on stereo camera system is proposed. The depth information and disparity map are detected in the inputting images of a parallel stereo camera. The distance between the industrial AGV system and the obstacle detected and the 2D Path coordinates obtained from the location coordinates, and then the relative distance between the obstacle and the other objects obtained from them. The industrial AGV system move automatically by effective and intelligent path-planning using the obtained 2D path coordinates. From some experiments on AGV system driving with the stereo images, it is analyzed that error ratio between the calculated and measured values of the distance between the objects is found to be very low value of 2.5% on average, respectably.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.14 no.4
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• pp.91-100
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• 2009

In this paper, we propose autonomous intelligent wheelchair system which recognize the commands using the gaze recognition and avoid the detected obstacles by sensing the distance through range sensors on the way to driving. The user's commands are recognized by the gaze recognizer which use a centroid of eye pupil and two reflection points extracted using a camera with infrared filter and two infrared LEDs. These are used to control the wheelchair through the user interface. Then wheelchair system detects the obstacles using 10 ultrasonic sensors and assists that it avoid collision with obstacles. The proposed intelligent wheelchair system consists of gaze recognizor, autonomous driving module, sensor control board and motor control board. The gaze recognizer cognize user's commands through user interface, then the wheelchair is controled by the motor control board using recognized commands. Thereafter obstacle information detected by ultrasonic sensors is transferred to the sensor control board, and this transferred to the autonomous driving module. In the autonomous driving module, the obstacles are detected. For generating commands to avoid these obstacles, there are transferred to the motor control board. The experimental results confirmed that the proposed system can improve the efficiency of obstacle avoidance and provide the convenient user interface to user.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2011.05a
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• pp.386-389
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• 2011

현재 실내 위치 인식 계산 알고리즘과 거리 측정 방법은 놀라울 정도로 다양하다. 그 중 거리를 측정하는 방법으로 마커를 이용한 방법과 RF(Radio Frequency)를 이용한 방법 등 여러 가지 방법들이 제안되었는데 본 논문에서는 사람이 이용하기 쉬운 RF를 이용한 위치 인식 성능 개선에 대해 다루고자 한다. RF 신호가 도달하는 시간을 이용하여 거리를 측정하는 TOA(Time of arrival) 방식을 사용하여 기준점과의 거리를 측정하고, 측정된 거리 값에 가중치를 이용해 장애물에 의한 오차를 보정하였다. 측정된 거리 값을 일정 개수를 모아 최빈값을 이용하여 정확도를 향상 시켰고 이를 통해 실내 좌표를 계산 하였다. 그리고 계산된 좌표 값에 칼만 필터를 적용하여 움직임을 보정하였다. 본 논문에서는 RF를 이용한 위치 인식 알고리즘을 제안하고 보정 전 데이터와 보정 후 데이터를 비교해 비컨 신호의 정확도를 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.99-100
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• 2011

본 논문에서는 CdS센서를 이용하여 장애물의 위치를 판단하고 목적지까지의 최단거리를 계산하여 항체를 주행시키는 시스템에 대해 제안한다. 제안한 시스템은 크게 장애물의 위치를 판단하는 구조물부와 무인항체, 그리고 이것을 관장할 윈도우 기반의 Supervisory program으로 구성된다. 본 논문에서는 제안한 시스템의 S/W와 H/W를 설계하고 구현한 결과를 제시한다.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2001.06a
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• pp.20-23
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• 2001

전자공학 기술의 응용으로 자동차를 지능화하고, 안정성을 현격하게 높이려는 연구가 주목받고 있다. 이러한 자동차의 지능화에서 중요한 요소 기술이 되는 것이, 자동차의 주변 즉 전방/후방의 차량이나 장애물을 인식하는 주변감시 기술이다. 본 논문에서는 이러한 자동차용 장애물 인식 레이더 시스템인 FMCW 레이더 신호처리시스템을 개발한다. 이 차량용 시스템이 실제 도로 환경에서 이용되기 위해서는 무엇보다 시스템의 안정된 신뢰도가 요구되며, 즉, 기상환경 및 다양한 도로환경에 무관하게 안정적인 시스템 신뢰도를 유지하기 위한 개발에 그 최종적인 목적이 있다. 이에 레이다 시스템을 통해 자차와의 거리 및 상대속도를 인지함으로서 최종적인 장애물(선행차, 교행차) 및 자차의 주행상황을 통해 안정적인 주행경보시스템을 개발한다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2012.11a
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• pp.120-121
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• 2012

자동차 산업에서 중요 화두로 떠오르고 있는 지능형 자동차 개발에 있어서, 영상처리를 이용하여 다양한 편의와 안전을 제공하며 더 나아가서는 자동주행을 목표로 하는 여러 가지 영상인식 방법들이 개발되고 있다. 본 논문은 자동 주행 분야에서 가장 중요한 문제들 중의 하나인 장애물 검출에 관한 것으로서, 여러 장애물들 중에 요금소나 진입통제 지역에 자주 나타나는 크로스 바 검출을 위한 알고리즘을 제안한다. 크로스 바의 경우 그 두께가 작아서 레이더로 잘 검출되지 않으므로 특히 영상처리로 검출을 해야 할 장애물에 속한다. 본 논문에서는 도로 상에 일반적으로 존재하는 크로스 바의 특징을 기반으로 한 영상 처리를 통해 바를 검출한다. 먼저 색상과 모양 정보를 이용하여 크로스 바의 노란색 영역이라고 판단되는 부분을 추출한다. 이들 가운데 수평을 이루고 있는 부분이 존재하면 크로스 바로 판단한다. 실험 결과는 제안하는 알고리즘이 제동거리 밖에서 정확하게 크로스 바를 검출함을 보여준다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.26 no.6
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• pp.427-433
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• 2022

Obstacle detection, collision recognition, and avoidance technologies are required the collision avoidance technology for UAVs. In this paper, considering collinear multiple static obstacle, we propose an obstacle detection algorithm using LiDAR and a collision recognition and avoidance algorithm based on CPA. Preprocessing is performed to remove the ground from the LiDAR measurement data before obstacle detection. And we detect and classify obstacles in the preprocessed data using the K-means clustering algorithm. Also, we estimate the absolute positions of detected obstacles using relative navigation and correct the estimated positions using a low-pass filter. For collision avoidance with the detected multiple static obstacle, we use a collision recognition and avoidance algorithm based on CPA. Information of obstacles to be avoided is updated using distance between each obstacle, and collision recognition and avoidance are performed through the updated obstacles information. Finally, through obstacle location estimation, collision recognition, and collision avoidance result analysis in the Gazebo simulation environment, we verified that collision avoidance is performed successfully.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2004.10a
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• pp.297-300
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• 2004

Distributed Agent Robotic System (DARS)은 독립된 로봇 개체들이 스스로 판단하고 행동하는 시스템이다. DARS에서는 각 개체가 주위 환경과 이웃한 개체들의 상태를 인식하고 자신의 처한 환경에 맞게 행동해야 한다. 따라서 DARS 시스템에서는 센서와 같이 주위 환경을 인식하는 시스템이 매우 중요한 역할을 담당한다. 특히 주위의 장애물을 회피하거나 이웃한 개체와의 거리를 측정하기 위한 시스템은 DARS에서는 필수적이다. 물체와의 거리를 판별하기 위해서는 적외선이나 초음파를 이용한 시스템이 많이 사용된다. 본 논문에서는 적외선 센서를 이용한 거리 측정 시스템을 제안한다. 적외선을 쏘고 물체에 반사되어 나오는 적외선의 세기를 이용해서 거리를 측정할 수 있기 때문이다. 또한 DARS의 거리 측정 시에 고려해야 할 환경적인 요인에 대해 알아보고 실험을 통해서 미칠 수 있는 영향력을 측정한다.