본 논문은 청소 로봇 메카니즘을 위한 소프트 팁의 접촉력을 제어하기 위한 방법을 제안한다. 제안한 방법에 사용하면, 어떤 소프트 팁의 기하학적인 탄성 모델을 근거로, 청소작업이 수행되는 동안 소프트 팀에 작용되는 접촉력을 팁의 압축변위 정도에 따라 적절히 판단할 수 있다. 이것을 청소 로봇 메카니즘에 탑재된 매니퓰레이터의 위치제어 변위로 활용함으로써, 소프트 팁의 적절한 접촉상태를 유지하는 것이 가능해진다.
육계농가들에게 매회 사육이 끝날 때마다 가장 큰 고민은 계사 청소일 것이다. 깔짚과 함께'떡'이 된 계분... 치우려면 인력과 시간이 많이 소모되고 새 깔짚 구입 비용도 만만치 않은데, 그렇다고 그대로 방치하고 다음 병아리를 받기에는 암모니아가스로 인한 잦은 환기와 비용, 질병에 대한 근심으로 안 치울 수도 없다. 이러한 농가들의 고민을 해결해줄 간편하고 효율적인 계사청소기가 개발되어 관심을 모으고 있다. 계사청소기 '하우스키퍼' 개발로 업계의 주목을 받고 있는 이천종합농업기계(대표 김정식)를 소개하고자 한다.
매년 초고층 건축물 관련 프로젝트가 증가하고 있으며, 초고층 건축물의 높이가 증가함에 따라 시공법과 함께 유지관리 방법도 기존방식과는 큰 차이를 보이고 있다. 또한 유지관리 업무 중 가장 빈번하게 수행되는 외벽 청소작업을 보다 안전하게 작업하기 위한 근본적인 대책으로 청소작업의 자동화 및 기계화가 요구되고 있다. 그리고 초고층에서 발생되는 돌풍 등 외부환경의 영향에 대응할 수 있는 방법으로 가이드레일 청소로봇 시스템이 제기되고 있다. 따라서 본 연구는 초고층 건축물 외벽 청소작업의 자동화 및 기계화를 위한 선행연구로써, 외벽 청소로봇 운용을 위한 가이드레일 기본단위유닛 도출과 가이드레일 개념(안)을 개발하는 것이다. 이를 통하여 초고층 건축물 외벽 청소로봇운용을 위한 선행연구이며, 운용에 필요한 최적의 가이드레일 최종설계의 기반을 마련하고자 한다.
생활수준의 향상으로 실내용 가전제품 개발의 초점은 제품의 성능 뿐 아니라 소음, 디자인과 같은 요소에 맞추어지고 있다. 청소기는 가전제품 중, 큰 소음을 발생시킴으로써 소음 감소를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 청소기의 체감 소음 측정 방법에 대한 연구는 청소기 소음 제어에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 청소기 체감 소음 측정을 위하여 청각 시스템을 기반으로 객관적 음질 특징을 제시한다. 인간의 청각 시스템은 특정 주파수 대역에 민감하게 반응하므로, 청각에 민감한 주파수 대역의 소음에너지를 줄이는 것이 중요하다. 본 논문에서는 녹음된 소음의 특정 주파수 영역의 평균 에너지를 계산하여 이를 청소기 음질 측정을 위한 새로운 객관적 특징 값으로 제시한다. 제시하는 객관적 특징 값의 성능을 평가하기 위하여, 14개 청소기의 소음을 녹음한 후, 100명을 대상으로 PCM 및 ACR 주관적 평가 법을 실시하여 주관적 점수를 획득하였다. 제시하는 객관적 특징 값은 주관적 점수와 높은 상관관계를 보여준다.
실내의 완벽 주행이 주요 목적인 청소로봇은 자기 위치를 인식 할 수 있어야한다. 자기 위치를 제대로 인식하지 못하게 된다면 청소할 방을 모두 돌지 못하고 방 청소를 마치게 된다. 청소로봇이 상용화 되기 위해서는 저렴한 가격의 보드를 선호한다. 이것은 현재 나온 복잡한 계산을 요구하는 알고리즘을 사용하지 못하거나 사용하여도 속도가 느린 문제를 가진다. 영상 프레임 처리 속도가 느릴 경우 처리되는 동안 로봇이 움직이지 못하여 부드러운 움직임을 불가능하게 한다. 본 논문은 저사양의 하드웨어에서 자기 인식을 할 수 있는 시스템을 제안한다. 자기 인식을 하기 위해 처리 되어야 하는 전처리 과정과 전처리를 거친 데이터를 이용하여 자기 위치를 인식하도록 이동거리와 회전각을 계산하는 방법을 제안한다. 마지막으로 제안된 방법들을 이용하여 실제 이동 값과 비교, 분석한다.
최근 들어 모든 사물과 대상을 지능화하려는 새로운 통신 패러다임과 함께 센서 네트워크의 필요성이 부각되고 있다. 센서 네트워크는 물리적인 공간의 모니터링이나 위치 추적과 같은 주변의 정보를 얻고자하는 환경에 사용되며, 이러한 센서 네트워크와 특정한 기술과의 결합으로 새로운 가치를 창출하려는 움직임이 일고 있다. 본 논문에서는 위치 추적이 가능한 센서 네트워크 기반의 청소 로봇 시스템을 구현하였다. 구현된 응용은 기본적으로 PC를 통해 모니터링할 수 있으며, 청소 로봇의 이동 위치 정보를 수집하여 빈 청소 구간의 이동, 중복 청소 구간의 회피를 하며, 사용자가 원하는 위치로 이동하는 기능을 구현하였다. 또한 TCP/IP을 통해 기존 인프라와의 네트워킹이 가능하도록 하였다.
본 논문에서는 청소로봇의 주행에 관해 연구되어지고 있는 이론적인 제어알고리즘이 갖는 주행오차저감방법에 관해 연구하였다. 청소로봇의 양 바퀴의 속도에 따라 그려지는 이상적인 회전반경과 실제 실험을 통해 그려지는 회전반경은 다르다. 이는 청소로봇이 주행 시 나타나는 오차가 원인이다. 많은 이론적인 제어알고리즘이 청소로봇의 주행에 잘 적용되기 위해 주행 시 나타나는 오차를 수정하거나 보상해야 한다. 본 연구에서는 이상적인 회전반경과 실험을 통해 얻은 회전반경의 비교를 통해 오차와 회전반경을 구하고 이를 주행에 적용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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