• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 로봇학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.326-331
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• 2010

Marionette controlling robot has a problem that generates interference in rotation and intersection, therefore, the research on the independent shifter to move freely on the stage is required. Connecting omni-directional mobile robot with marionette controlling robot can solve this problem. Omni-directional mobile robot makes itself rotate and translate in 2D plane freely. Magnetic device is used to connect the moving part with the control part of the robot to minimize the intereference generated by the movement of robot. When robot moves, it can move to all directions with the suitalbe setting of banlance power. The moment of inertia is minimized by dividing the robot to the upper and lower parts in the marionette performance stage. Rotation and interference problem of independent omni-wheel Robot can be solved by using the permanent magnet. The efficiency and safety of the marionette controlling robot is proved by the experiment.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.243-245
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• 2007

This paper presents the implementation of teleoperation control of an omni-direction mobile robot. The master joystick robot has two degrees of freedom to control the movement of the slave mobile robot in the Cartesian space. In addition, the whole teleoperated control system is closed by the force feedback. The operator can feel the contact force as the slave robot makes contact with the environment. Experimental results show that the teleooerated control with force feedback has been successfully implemented.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.443-444
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• 2013

• 한국ITS학회:학술대회논문집
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• 한국ITS학회 2004년도 제3회 정기총회 및 추계학술대회
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• pp.101-105
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• 2004

• 전자공학회논문지
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• 제53권4호
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• pp.149-155
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• 2016

본 논문에서는 운전자의 체중 이동을 활용한 메카넘 휠 기반 전방향 전동 보드 제어 방법을 제안한다. 운전을 위한 별도의 운전 장치를 사용하지 않으며, 다수의 센서를 활용하여 측정한 체중 분포로부터 무게 중심의 위치를 구하여 전방향 전동 보드의 병진 운동과 회전 운동의 3 자유도 운전 명령을 생성한다. 체중 이동은 운전 명령으로 반영됨과 동시에 관성력을 극복하기 위한 운전자의 동작과 일치하여 직관적인 장점이 있다. 전체 제어 구조를 제시하며, 실험에 적용하여 제안된 방식의 타당성을 확인한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권4호
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• pp.517-524
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• 2007

This paper presents a global localization method using circular correlation of an omni-directional image. The localization of a mobile robot, especially in indoor conditions, is a key component in the development of useful service robots. Though stereo vision is widely used for localization, its performance is limited due to computational complexity and its narrow view angle. To compensate for these shortcomings, we utilize a single omni-directional camera which can capture instantaneous $360^{\circ}$ panoramic images around a robot. Nodes around a robot are extracted by the correlation coefficients of CHL (Circular Horizontal Line) between the landmark and the current captured image. After finding possible near nodes, the robot moves to the nearest node based on the correlation values and the positions of these nodes. To accelerate computation, correlation values are calculated based on Fast Fourier Transforms. Experimental results and performance in a real home environment have shown the feasibility of the method.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.634-640
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• 2015

This paper proposes a novel three-dimensional mapping algorithm in Omni-Directional Vision SLAM based on a fisheye image and laser scanner data. The performance of SLAM has been improved by various estimation methods, sensors with multiple functions, or sensor fusion. Conventional 3D SLAM approaches which mainly employed RGB-D cameras to obtain depth information are not suitable for mobile robot applications because RGB-D camera system with multiple cameras have a greater size and slow processing time for the calculation of the depth information for omni-directional images. In this paper, we used a fisheye camera installed facing downwards and a two-dimensional laser scanner separate from the camera at a constant distance. We calculated fusion points from the plane coordinates of obstacles obtained by the information of the two-dimensional laser scanner and the outline of obstacles obtained by the omni-directional image sensor that can acquire surround view at the same time. The effectiveness of the proposed method is confirmed through comparison between maps obtained using the proposed algorithm and real maps.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.100-106
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• 2013

본 논문에서는 3개의 바퀴를 취하는 삼각형 구조의 전방향 청소로봇의 설계와 제어에 대해 소개한다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안하는 방법의 동작을 검증한다. 전방향 구조는 어느 방향으로 움직일 수 있다. 천장의 마커를 사용하는 StaGazer 센서를 사용하여 로봇의 위치와 헤딩각을 알아냈다. 추가로 초음파 센서를 부착하여 장애물을 검출할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 시스템의 성능을 평가하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제3권2호
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• pp.95-104
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• 2004

본 논문에서는 ITS 서비스 구성 요소 중의 하나인 BIS(Bus Information System)의 기지국용 전방향성 안테나를 설계 및 제작하고 그 특성을 측정하였다. 제작된 BIS 기지국용 안테나는 전주시 도심의 주요 교차로의 신호등 gantry에 설치된다. 통신 영역이 차선의 개수와 교차로 크기, 도로의 방향에 따라 상이한 경우에도 요구된 통신 성능을 얻기 위해 최대 100m 통신 영역을 화보하기 위해 10dBi 정도의 고 이득이 요구된다. 이를 위해 OMA(Omni-directional Planar Microstrip Antenna)를 배열한 구조를 적용하였다. 제작된 안테나의 동작 중심 주파수는 5.8GHz이고, 반사손실은 -10 dB를 기준으로 640MHz 이상, 이득은 10.3dBi를 얻었으며, 빔 패턴은 전방향성으로 시뮬레이션 결과와 측정 결과가 유사하게 나타나고 있다.