• Title/Summary/Keyword: 장애물 회피알고리즘

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Adaptive impedance Control for Mobile Robot Using Virtual Force (가상의 힘 정보를 이용한 이동로봇의 적응임피던스 제어)

  • 임재남;김일명;윤경식;진태석;이장명
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2002.06e
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    • pp.33-36
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    • 2002
  • 본 논문은 고정 및 이동물체와의 효율적인 충돌회피 알고리즘으로 적응임피던스제어 알고리즘을 제안하였다. 일반적인 충돌회피 알고리즘은 이동로봇의 동적 특성을 고려하지 않고 최적의 경로생성에만 관심을 둠으로써 실제 이동로봇이 추종하기 어려운 경로를 생성하기 쉽다. 그러므로 이동로봇의 동적 특성을 고려한 충돌회피 알고리즘을 위해, 이동로봇과 장애물과의 상호작용관계를 가상의 힘으로 정의한 임피던스제어 알고리즘을 사용하였다. 하지만 이런 단순 임피던스제어 알고리즘만으로는 갑작스런 장애물의 출현 시 이동로봇의 속도가 증가하고 장애물이 사라지면 속도가 감소하는 비효율적인 속도제어라는 문제점을 가지고 있다. 그러므로 충돌 가능성에 따른 새로운 속도제어 방식을 고려한 적응임피던스제어 알고리즘을 제안하고 검증하고자 한다.

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Obstacle Avoidance Algorithm of Hybrid Wheeled and Legged Mobile Robot Based on Low-Power Walking (복합 바퀴-다리 이동형 로봇의 저전력 보행 기반 장애물 회피 알고리즘)

  • Jeong, Dong-Hyuk;Lee, Bo-Hoon;Kim, Yong-Tae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.22 no.4
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    • pp.448-453
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    • 2012
  • There are many researches to develop robots that improve its mobility to adapt in various uneven environments. In the paper, a hybrid wheeled and legged mobile robot is designed and a obstacle avoidance algorithm is proposed based on low power walking using LRF(Laser Range Finder). In order to stabilize the robot's motion and reduce energy consumption, we implement a low-power walking algorithm through comparison of the current value of each motors and correction of posture balance. A low-power obstacle avoidance algorithm is proposed by using LRF sensor. We improve walking stability by distributing power consumption and reduce energy consumption by selecting a shortest navigation path of the robot. The proposed methods are verified through walking and navigation experiments with the developed hybrid robot.

Local Obstacle Avoidance Method of Mobile Robot Using Virtual Distance Function (가상 거리 함수를 이용한 이동 로봇의 지역 장애물 회피 방법)

  • 임춘환;김성철;편석범
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics T
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    • v.35T no.3
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    • pp.67-75
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    • 1998
  • This paper presents a new robot motion planning method for moving obstacle avoidance. To consider the mobility of a moving obstacle, we define virtual distance function(VDF) between the robot and the obstacle. At each sampling time, we use the VDF to construct an artificial potential, considering the motion of obstacles. The robot moves according to the repulsive and attractive force vector induced by the artificial potential function. The proposed algorithm can be driven the robot to avoid moving obstacles in real time. Some simulation studies show the effectiveness of the proposed method.

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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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    • 2002.12a
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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.

Obstacle Avoidance Method in the Chaotic Mobile Robot Embedding BVP Model (BVP 모델을 내장한 카오스 이동 로봇에서의 장애물 회피 방법)

  • Bae, Young-Chul;Kim, Yi-Gon;Cho, Eui-Joo;Koo, Young-Duk
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.119-122
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    • 2006
  • 본 본문은 Arnold 방정식, Chua's 방정식 같은 여러 종류의 카오스 회로를 이동 로봇에 내장하여 카오스 이동 로봇을 구성하고 이 카오스 이동 로봇이 어느 임의 평면을 카오스 궤적을 가지고 탐색하다가 장애물을 만나거나 근접하게 되면 장애물을 회피하는 방법을 제시하고 그 결과를 검증하였다. 장애물 회피를 위해서 장애물을 고정 장애물과 BVP 모델을 이용한 은닉 장애물로 장애물을 가정하여 카오스 제적을 가지고 회피하도록 하는 알고리즘을 개발하고 그 결과를 검증하였으며 이에 대한 타당성을 확인하였다.

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A Study On the Obstacle Avoidance and Path Planning Algorithm for Contingenecy (돌발장애물 회피 및 최적 경로 알고리즘에 관한 연구)

  • 신영국;이기성
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.278-280
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    • 2000
  • 본 논문에서는 경로계획 알고리즘으로 사용한 거리변환 경로곡선상에 중간경유점을 설정한후 이를 최적화시켜 각 이동로봇의 주행경로를 최적화 하였고, 로봇간의 우선 순위를 설정하여 원활한 충돌회피가 이루어지도록 하였으며, 각 로봇은 충돌회피 후에도 중간 경유점 까지 최단거리로의 주행이 이루어지도록 하였다. 또한 기존에 제시된 방법에 외길 입구에 경고 지점을 지정함으로써 외길에서의 상호충돌을 방지하는 효과를 주었다. 이로써 로봇간의 우선 순위의 설정으로 인하여 생기는 시간 지연을 해소시키는 효과를 가져올 수 있었다. 로봇간의 우선순위를 설정함에 있어서 또다른 변수를 추가시킴으로 로봇이외의 움직이는 장애물에 대해서도 고려하도록 하였다. 위와 같이, 본 논문에서는 여러대의 이동로봇을 고정된, 움직이는 장애물이 있는 환경하에서 장애물 회피시마다 최단경로로 주행하여 주어진 목표점까지 이동시키는 경로계획에 관하여 연구하였다.

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Path Planning and Obstacle Avoidance for Mobile Robot with Vision System Using Fuzzy Rules (비전과 퍼지 규칙을 이용한 이동로봇의 경로계획과 장애물회피)

  • 배봉규;채양범;이원창;강근택
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.11 no.6
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    • pp.470-476
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    • 2001
  • This paper presents a new algorithm of path planning and obstacle avoidance for autonomous mobile robots with vision system that is working in unknown environments. Distance variation technique is used in path planning to approach the target and avoid obstacles in work space as well . In this approach, the Sobel operator is employed to detect edges of obstacles and the distances between the mobile robot and the obstacles are measured. Fuzzy rules are used for trajectory planning and obstacle avoidance to improve the autonomy of mobile robots. It is shown by computer simulation that the proposed algorithm is superior to the vector field approach which sometimes traps the mobile robot into some local obstacles. An autonomous mobile robot with single vision is developed for experiments. We also show that the developed mobile robot with the proposed algorithm is navigating very well in complex unknown environments.

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Drone Obstacle Avoidance Algorithm using Camera-based Reinforcement Learning (카메라 기반 강화학습을 이용한 드론 장애물 회피 알고리즘)

  • Jo, Si-hun;Kim, Tae-Young
    • Journal of the Korea Computer Graphics Society
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    • v.27 no.5
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    • pp.63-71
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    • 2021
  • Among drone autonomous flight technologies, obstacle avoidance is a very important technology that can prevent damage to drones or surrounding environments and prevent danger. Although the LiDAR sensor-based obstacle avoidance method shows relatively high accuracy and is widely used in recent studies, it has disadvantages of high unit price and limited processing capacity for visual information. Therefore, this paper proposes an obstacle avoidance algorithm for drones using camera-based PPO(Proximal Policy Optimization) reinforcement learning, which is relatively inexpensive and highly scalable using visual information. Drone, obstacles, target points, etc. are randomly located in a learning environment in the three-dimensional space, stereo images are obtained using a Unity camera, and then YOLov4Tiny object detection is performed. Next, the distance between the drone and the detected object is measured through triangulation of the stereo camera. Based on this distance, the presence or absence of obstacles is determined. Penalties are set if they are obstacles and rewards are given if they are target points. The experimennt of this method shows that a camera-based obstacle avoidance algorithm can be a sufficiently similar level of accuracy and average target point arrival time compared to a LiDAR-based obstacle avoidance algorithm, so it is highly likely to be used.

Intelligent 3-D Obstacle Avoidance Algorithm for Autonomous Control of Underwater Flight Vehicle (수중비행체의 자율제어를 위한 지능형 3-D 장애물회피 알고리즘)

  • Kim, Hyun-Sik;Jin, Tae-Seok;Sur, Joo-No
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.21 no.3
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    • pp.323-328
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    • 2011
  • In real system application, the 3-D obstacle avoidance system for the autonomous control of the underwater flight vehicle (UFV) operates with the following problems: the sonar offers the range/bearing information of obstacles in a local detection area, it requires the system that has reduced acoustic noise and power consumption in terms of the autonomous underwater vehicle (AUV), it has the UFV operation constraints such as maximum pitch and depth, and it requires an easy design procedure in terms of its structures and parameters. To solve these problems, an intelligent 3-D obstacle avoidance algorithm using the evolution strategy (ES) and the fuzzy logic controller (FLC), is proposed. To verify the performance of the proposed algorithm, the 3-D obstacle avoidance of UFV is performed. Simulation results show that the proposed algorithm effectively solves the problems in the real system application.

Intelligent Obstacle Avoidance Algorithm for Autonomous Control of Underwater Flight Vehicle (수중비행체의 자율제어를 위한 지능형 장애물회피 알고리즘)

  • Kim, Hyun-Sik;Jin, Tae-Seok
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.19 no.5
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    • pp.635-640
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    • 2009
  • In real system application, the obstacle avoidance system for the autonomous control of the underwater flight vehicle (UFV) operates with the following problems: it has local information because the sonar can only offer the obstacle information in a local detection area, it requires a continuous control input because the system that has reduced acoustic noise and power consumption is necessary, and further, it requires an easy design procedure in terms of its structures and parameters. To solve these problems, an intelligent obstacle avoidance algorithm using the evolution strategy (ES) and the fuzzy logic controller (FLC), is proposed. To verify the performance of the proposed algorithm, the obstacle avoidance of UFV is performed. Simulation results show that the proposed algorithm effectively solves the problems in the real system application.