Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.22
no.7
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pp.552-556
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2016
Obstacle detection is a key feature in the safe driving control of electric wheelchairs. The suggested obstacle detection algorithm was designed to provide obstacle avoidance direction and detect the existence of cliffs. By means of this information, the wheelchair can determine where to steer and whether to stop or go. A 3D depth camera (Microsoft KINECT) is used to scan the 3D point data of the scene, extract information on obstacles, and produce a steering direction for obstacle avoidance. To be specific, ground detection is applied to extract the obstacle candidates from the scanned data and the candidates are projected onto a 2D map. The 2D map provides discretized information of the extracted obstacles to decide on the avoidance direction (left or right) of the wheelchair. As an additional function, cliff detection is developed. By defining the "cliffband," the ratio of the predefined band area and the detected area within the band area, the cliff detection algorithm can decide if a cliff is in front of the wheelchair. Vehicle tests were carried out by applying the algorithm to the electric wheelchair. Additionally, detailed functions of obstacle detection, such as providing avoidance direction and detecting the existence of cliffs, were demonstrated.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.18
no.12
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pp.1122-1131
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2012
This paper presents obstacle avoidance method for scout robot or industrial robot in unknown environment by using IR sensor and vision system. In the proposed method, robots share the information where the obstacles are located in real-time, thus the robots can choose the best path for obstacle avoidance. Using IR sensor and vision system, multiple robots efficiently evade the obstacles by the proposed cooperation method. No landmark is used at wall or floor in experiment environment. The obstacles don't have specific color or shape. To get the information of the obstacle, vision system extracts the obstacle coordinate by using an image labeling method. The information obtained by IR sensor is about the obstacle range and the locomotion direction to decide the optimal path for avoiding obstacle. The experiment was conducted in $7m{\times}7m$ indoor environment with two-wheeled mobile robots. It is shown that multiple robots efficiently move along the optimal path in cooperation with each other in the space where obstacles are located.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1997.10a
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pp.345-348
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1997
In this paper, a motion control algorithm is developed using a fuzzy control and the optimization of performance function, which makes a robot arm avoid an unexpected obstacle when the end-effector of the robot arm is moving to the goal position. During the motion, if there exists no obstacle, the end-effecter of the robot arm moves along the pre-defined path. But if there exists an obstacle and close to the robot arm, the fuzzy motion controller is activated to adjust the path of the end-effector of the robot arm. Then, the robot arm takes the optimal posture for collision avoidance with the obstacle. To show the feasibility of the developed algorithm, numerical simulations are carried out with changing both the positions and sizes of obstacles. It was concluded that the proposed algorithm gives a good performance for obstacle avoidance.
Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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2019.05a
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pp.195-196
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2019
Studied for multiple obstacle avoidance algorithm based on COLREG for autonomous navigation vessel's safety navigation. By used VECTOR value of external obstacle provided by RADAR, CPA and TCPA of each obstacle are analyzed, and the obstacle is classified based on the value, the risk level is calculated considering multiple obstacle avoidance situations, and the avoidance action is applied to secure minimum safety situation.
Collision avoidance is a fundamental and important task of an autonomous mobile robot for safe navigation in real environments with high uncertainty. Obstacles are classified into static and dynamic obstacles. It is difficult to avoid dynamic obstacles because the positions of dynamic obstacles are likely to change at any time. This paper proposes a scheme for vision-based avoidance of dynamic obstacles. This approach extracts object candidates that can be considered moving objects based on the labeling algorithm using depth information. Then it detects moving objects among object candidates using motion vectors. In case the motion vectors are not extracted, it can still detect the moving objects stably through their color information. A robot avoids the dynamic obstacle using the dynamic window approach (DWA) with the object path estimated from the information of the detected obstacles. The DWA is a well known technique for reactive collision avoidance. This paper also proposes an algorithm which autonomously registers the obstacle color. Therefore, a robot can navigate more safely and efficiently with the proposed scheme.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.18
no.2
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pp.231-240
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2023
It remains a challenge for robots to learn avoiding obstacles automatically in path planning using deep reinforcement learning (DRL). More and more researchers use DRL to train a robot in a simulated environment and verify the possibility of DRL to achieve automatic obstacle avoidance. Due to the influence factors of different environments robots and sensors, it is rare to realize automatic obstacle avoidance of robots in real scenarios. In order to learn automatic path planning by avoiding obstacles in the actual scene we designed a simple Testbed with the wall and the obstacle and had a camera on the robot. The robot's goal is to get from the start point to the end point without hitting the wall as soon as possible. For the robot to learn to avoid the wall and obstacle we propose to use the double deep Q networks (DDQN) to verify the possibility of DRL in automatic obstacle avoidance. In the experiment the robot used is Jetbot, and it can be applied to some robot task scenarios that require obstacle avoidance in automated path planning.
We propose a novel real-time obstacle avoidance method for rescue robots. This method, named the ELA(Emergency Level Around), permits the detection of unknown obstacles and avoids collisions while simultaneously steering the mobile robot toward safe position. In the ELA, we consider two sensor modules, PSD(Position Sensitive Detector) infrared sensors taking charge of obstacle detection in short distance and LMS(Laser Measurement System) in long distance respectively. Hence if a robot recognizes an obstacle ahead by PSD infrared sensors first, and judges impossibility to overcome the obstacle based on driving mode decision process, the order of priority is transferred to LMS which collects data of radial distance centered on the robot to avoid the confronted obstacle. After gathering radial information, the ELA algorithm estimates emergency level around a robot and generates a polar histogram based on the emergency level to judge where the optimal free space is. Finally, steering angle is determined to guarantee rotation to randomly direction as well as robot width for safe avoidance. Simulation results from wandering in closed local area which includes various obstacles and different conditions demonstrate the power of the ELA.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.18
no.10
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pp.928-933
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2012
In this paper, the IR and compass sensors for the underwater system were used. The walls of the water tank have been recognized and avoided treating the walls as obstacles by the bio-mimetic underwater robot. This paper is consists of two parts: 1.The hardware part for the IR and compass sensors and 2.The software part for obstacle avoidance algorithm while the bio-mimetic robot is swimming with the obstacle recognition. Firstly, the hardware part controls through the RS-485 communications between a microcontroller and the bio-mimetic underwater robot. The software part is simulated for obstacle recognition and collision avoidance based upon the data from IR and compass sensors. Actually, the bio-mimetic underwater robot recognizes where is the obstacle as well as where is the bio-mimetic robot itself while it is moving in the water. While the underwater robot is moving at a constant speed recognizing the wall of water tank as an obstacle, an obstacle avoidance algorithm is applied for the wall following swimming based upon the IR and compass sensor data. As the results of this research, it is concluded that the bio-mimetic underwater robot can follow the wall of the water tank efficiently, while it is avoiding collision to the wall.
Kang, Tae-Koo;Lim, Myo-Taeg;Park, Gwi-Tae;Kim, Dong W.
Journal of Electrical Engineering and Technology
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v.8
no.4
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pp.879-888
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2013
This paper addresses the vision based local path planning system for obstacle avoidance. To handle the obstacles which exist beyond the field of view (FOV), we propose a Panoramic Environment Map (PEM) using the MDGHM-SIFT algorithm. Moreover, we propose a Complexity Measure (CM) and Fuzzy logic-based Avoidance Motion Selection (FAMS) system to enable a humanoid robot to automatically decide its own direction and walking motion when avoiding an obstacle. The CM provides automation in deciding the direction of avoidance, whereas the FAMS system chooses the avoidance path and walking motion, based on environment conditions such as the size of the obstacle and the available space around it. The proposed system was applied to a humanoid robot that we designed. The results of the experiment show that the proposed method can be effectively applied to decide the avoidance direction and the walking motion of a humanoid robot.
Hyeji Kim;Hyeok Kang;Seongbong Lee;Hyeongseok Kim;Dongjin Lee
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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