• Journal of Power Electronics
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• 제8권4호
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• pp.291-300
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• 2008

In this paper power system and drive-train for omni-directional autonomous mobile robots with multiple energy storage units are presented. Because in proposed system, which is implemented in soccer robots, the ability of power flow control from of multiple separated energy storage units and speed control for each motor are combined, these robots can be derived by more than one power source. This capability, allow robot to diversify its energy source by employing hybrid power sources. In this research Lithium ion polymer batteries have been used for main and auxiliary energy storage units because of their high power and energy densities. And to protect them against deep discharge, over current and short circuit, a protection circuit was designed. The other parts of our robot power system are DC-DC converters and kicker circuit. The simulation and experimental results show proposed scheme and extracted equations are valid and energy management and speed control can be achieved properly using this method. The filed experiments show robot mobility functions to perform the requested motion is enough and it has a high maneuverability in the field.

• 센서학회지
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• 제18권3호
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• pp.185-189
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• 2009

In this paper, we present design and analysis of the omni-directional linear piezoelectric actuator which was consisted of one actuator using the half-wave vibrator. Through calculating vibration speeds on each sector of the actuator, the displacement of contact point of the actuator is theoretically confirmed to be about 33 nm. To confirm an applicable possibility of omni-directional linear piezoelectric actuator, elliptical motion for linear movement, displacement of the tip, changing directions and admittance characteristics are simulated by ATILA. Compared with theoretical result, we obtained similar data with displacement of 32.5 nm at contact point. And then the actuator is simulated elliptical trajectories for linear motions and changing directions according to combination of input signal.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.91-97
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• 2010

본 논문은 전방향 이동로봇과 로봇에 탑재된 카메라를 이용한 네트워크기반 원격 감시시스템의 구현에 대하여 기술한다. 제안된 감시시스템은 기존의 건물 곳곳에 설치된 감시 카메라의 영상이 고정된 및 시야에서 침입탐지를 수행하는데 비해 이동로봇을 이용해 원격으로 로봇을 자유롭게 조종해 감시하는 것이 특징이다. 감시시스템 구현에 사용된 이동로봇은 전방향 제어가 가능한 세 개의 바퀴를 가지고 있으며, 이를 네트워크 환경에서 원격으로 제어하고 영상을 획득하기 위해 마이크로소프트사의 MSRDS를 이용해 로봇 기능들을 네트워크 노드에서 실행되는 서비스들로 구현하였다. 실험을 통해 개발된 전방향 이동로봇 원격 감시시스템은 유무선 네트워크 환경에서 자유롭게 이동로봇을 조종하며 원격 모니터링이 가능함을 보여주었다. 또한 개발된 감시시스템은 획득된 원격 영상을 네트워크에 연결된 다른 PC에서 실시간으로 전송받아 색상기만 물체탐지 및 움직임 검출을 수행하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.308-316
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• 2004

실내 환경에서 자율이동 로봇은 방향의 전환과 움직임에 있어서 많은 제약이 따른다. 본 연구는 이런 제약을 해결하기 위하여 수평, 대각이동이 가능한 Omni-Directional Wheel을 로봇 구동부에 적용하였다. 하지만 Slip에 의해서 동력을 얻는 Omni Directional Wheel 구동방식은 Slip에 의한 오차가 발생하는 문제점이 있었다. 이 문제점을 해결하기 위해 개발된 Slip 보정 알고리즘은 하나의 타일을 지날 때마다 외곽선을 추출하고, 추출된 외곽선과 로봇의 절대방위가 이루는 각도를 비교하여 오차가 발생할 경우 로봇의 절대방위를 수정하게 한다. 또한 로봇은 보안기능과 서비스 기능을 수행한다. 보안기능은 차 영상을 이용하여 움직임을 감지한다. 서비스 기능으로는 로봇에 입력되는 영상을 일반사용자에게 다중전송 하고, 간단한 이동명령이 있다. 본 연구에서 제안한 로봇 시스템은 실제 사무실에서 사용가능한 하나의 모델이 될 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권5호통권98호
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• pp.151-159
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• 1999

A self-propulsive polishing robot is proposed as a method which automates a floor polisher. The proposed robot with two rotary brushes does not require any mechanism such as wheels to obtain driving forces. When the robot polishes a floor with its two brushes rotating, friction forces occur between the two brushes and the floor. These friction forces are used to move the robot. Thus, the robot can move in any direction by controlling the two rotary brushes properly. In this paper, firstly a dynamics model of a brush is presented. It computes the friction force between the brush and the floor. Secondly, the dynamics of the proposed robot is presented by using the bush dynamics. Finally, the inverse dynamics is solved for the basic motions, such as the forward, backward, leftward, rightward motions and the pure rotaion. This paper will contribute to realize a self-propulsive polishing robot as proposed above, In addition, this paper will give basic ideas to automate the concrete floor finishing trowel, because its basic idea for motion is similar to that of the proposed robot.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권5호
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• pp.79-84
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• 2005

일반적인 카메라의 시야는 사람에 비하여 매우 좁기 때문에 큰 물체를 한 화면으로 얻기 힘들며, 그 움직임도 넓게 감시하기에 어려움 점이 많다. 이에 본 논문에서는 어안 렌즈(Fish-Eye Lens)를 사용하여 넓은 시야의 영상을 획득하고 전방향 감시를 위한 투시(perspective) 영상과 파노라마(panorama) 영상을 복원하는 방법을 제시한다. 영상 변환 과정에서 어안 렌즈의 특성으로 인한 해상도 차이를 보완하기 위하여 여러 가지 영상 보간법을 적용하고 결과를 비교하였다. 그리고 ME(Moving Edge) 방법으로 움직임을 검출하여 다중 물체를 추적할 수 있도록 하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제49권3호
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• pp.27-33
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• 2012

텔레프레즌스(tele-presence)와 원격조정(tele-operation) 기술은 멀리 떨어진 사용자에게 몰입감이 높은(immersive) 장면이나 모바일 로봇 등의 제어 환경을 제공한다. 본 논문에서는 호모그래피(homography) 정보 기반의 카메라 추적기술을 이용한 텔레프레즌스 시스템이 제안된다. 먼저 카메라가 탑재된 HMD(head mounted display)를 착용한 사용자의 머리 움직임을 카메라 추적기술로 분석한다. 그리고 전방향(omni-directional) 카메라를 장착한 로봇으로부터 입력되는 파노라마 영상에서 사용자의 시야(field of view)에 해당하는 장면을 생성하여 HMD를 통해 디스플레이한다. 사용자의 움직임을 추정하는 과정에서 3차원 평면으로 구성된 공간의 호모그래피 정보를 이용하며, 실제로 측정된 3차원 데이터를 기준으로 마커기반의 ARToolkit을 이용하는 방법과 호모그래피 기반 방법의 정확도를 각각 비교하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.210-216
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• 2016

This paper presents a novel collision avoidance technique for mobile robots based on omni-directional vision simultaneous localization and mapping (SLAM). This method estimates the avoidance path and speed of a robot from the location of an obstacle, which can be detected using the Lucas-Kanade Optical Flow in images obtained through fish-eye cameras mounted on the robots. The conventional methods suggest avoidance paths by constructing an arbitrary force field around the obstacle found in the complete map obtained through the SLAM. Robots can also avoid obstacles by using the speed command based on the robot modeling and curved movement path of the robot. The recent research has been improved by optimizing the algorithm for the actual robot. However, research related to a robot using omni-directional vision SLAM to acquire around information at once has been comparatively less studied. The robot with the proposed algorithm avoids obstacles according to the estimated avoidance path based on the map obtained through an omni-directional vision SLAM using a fisheye image, and returns to the original path. In particular, it avoids the obstacles with various speed and direction using acceleration components based on motion information obtained by analyzing around the obstacles. The experimental results confirm the reliability of an avoidance algorithm through comparison between position obtained by the proposed algorithm and the real position collected while avoiding the obstacles.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.766-772
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• 2015

This paper proposes an object detection method based on motion estimation using background subtraction in the fisheye images obtained through omni-directional camera mounted on the vehicle. Recently, most of the vehicles installed with rear camera as a standard option, as well as various camera systems for safety. However, differently from the conventional object detection using the image obtained from the camera, the embedded system installed in the vehicle is difficult to apply a complicated algorithm because of its inherent low processing performance. In general, the embedded system needs system-dependent algorithm because it has lower processing performance than the computer. In this paper, the location of object is estimated from the information of object's motion obtained by applying a background subtraction method which compares the previous frames with the current ones. The real-time detection performance of the proposed method for object detection is verified experimentally on embedded board by comparing the proposed algorithm with the object detection based on LKOF (Lucas-Kanade optical flow).

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1480-1484
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• 2004

In this paper, a self-propulsive and small concrete floor finishing trowel robot with twin trowels is proposed. Due to the small size and omni-directional moving capability, it is adequate for small space such as apartment. By adjusting the posture of trowels, it can move in any direction without wheels. We used cheap PIC processor for the cost saving design of the modules and adopted mode processors for easy operation of control stick. For the position control of the robot, we made a motion control algorithm appealing to the stepping motor driver module and the wireless communication module between the robot and PC (or control stick). In this paper, we discuss the control problem of the floor finishing robot in order to move to the right position. By comparing experimental result with simulation, we show the validity of the robot mechanism, sensors, and the control system.