• 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.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권2_2호
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• pp.233-244
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• 2020

A double-parked car is the one that is parked in a crowded parking lot with its transmission gear in neutral position and its auxiliary brake released. A double-parked car can be moved by pushing it but doing so is very difficult and dangerous. In a previous study, we proposed an omni-directional mobile robot for moving a double parked car. In that study we adopted Mecanum wheels. Even though the proposed robot showed successful results, it has some drawbacks such as dependency on a load condition, complexity in control, inefficiency in power use, etc. To overcome those drawbacks, we propose a differential drive robot with ordinary two tire wheels. The proposed robot consists of two parts, one is a wheel part and the other is a body part. By selectively connecting or disconnecting those two parts with the aid of an electric brake, the proposed robot is able to have omni-directional mobility.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권4_2호
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• pp.825-832
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• 2024

Traditional cars have a structure that steers the front wheels to change their direction so they have difficulties in performing parking motion, especially in a narrow space. As electric vehicles developed, robotics technology especially omni-directional mobile robot technology began to be incorporated into the automobile field. Omni-directional mobility and special turning movements are particularly useful for parking cars. In this paper, we propose a four-wheeled mobile robot. The proposed robot has a structure that can combine or separate robot body and robot wheel parts by using electric brakes. The proposed robot has omni-directional mobility and has the ability to rotate around an arbitrary point. Due to these omnidirectional and rotational characteristics, the proposed robot allows for various types of movements when applied to a car. In particular, parking is performed in a simple and intuitive manner that does not require complicated path planning. We implemented the proposed four-wheeled robot and showed its effectiveness by conducting several parking experiments.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.84-89
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• 2014

본 논문에서는 카메라를 탑재한 전방향 이동 로봇에서의 표적 추종을 위한 영상기반 시각 서보 제어를 다룬다. 기존 연구에서는 카메라 영상에서 추출한 표적의 영상 좌표로부터 표적 추종을 위한 바퀴의 회전 각속도를 구하기 위하여 카메라의 수학적 모델과 이동 로봇의 기구학 특성으로부터 구한 수학적 영상 자코비안을 널리 활용하였다. 본 논문에서는 표적의 영상 좌표 정보를 이용한 단순한 규칙기반 제어 방식과 영상에 포착된 표적의 크기 정보를 조합하여 바퀴의 회전 각속도를 생성하는 새로운 방식을 제안한다. 카메라 영상을 몇 개의 영역으로 분할하고, 표적이 포함된 영역에 따라 미리 정의한 규칙을 적용하는데, 복잡한 수학적 표현을 사용하지 않으면서도 비교적 적은 수의 규칙을 사용하므로 구현이 용이한 장점이 있다. 제안된 방식은 실제 시스템으로 구현하여 실험하고, 전체 실험 시스템에 대한 설명과 함께 실험 결과를 제시하여 제안하는 방식의 타당성을 입증한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.43.6-43
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• 2002

$\textbullet$ KAEROT/m1 with an omni-directional planetary wheel mechanism for the narrow corridor. $\textbullet$ KAEROT/m2 can pass over the ditch with specially designed four wheel of a re-configurable crawler. $\textbullet$ Stereo imaging system with master manipulator enhancing the tele-presence. $\textbullet$ Small hybrid dosimeter detecting radiation dose and dose rate simultaneously.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.119.5-119
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• 2002

$\textbullet$ Lack of exact dynamic modeling of omni-directional mobile robots $\textbullet$ The exact dynamic model of the mobile robots including the wheel dynamics $\textbullet$ The joint-space and operational-space dynamic model of the mobile are dervied as anaytical forms $\textbullet$ Comparison between the discrepancy of the incomplete dynamic and the exact dynamic $\textbullet$ Useful aspect of redundant actuation

• 로봇학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.256-264
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• 2018

Unlike normal wheels, the Mecanum wheel enables omni-directional movement regardless of the orientation of a mobile robot. In this paper, a robust trajectory tracking control method is developed based on the dynamic model of the Mecanum wheel mobile robot in order that the mobile robot can move along the given path in the environment with disturbance. The method is designed using the impedance control to make the mobile robot to track the path, and the integral sliding mode control for robustness to disturbance. The good performance of the proposed method is verified using the MATLAB /Simulink simulation and also through the experiment on an actual Mecanum wheel mobile robot. In both the simulation and the experimentation, we make the mobile robot move along a reference trajectory while maintaining the robot's orientation at a constant angle to see the characteristics of the Mecanum wheel.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.153-159
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• 2016

본 논문는 대각선 주행이 가능한 전방향 퍼스널 모빌리티의 메커니즘을 제안한다. 현대 사회에서 이동성은 인간의 기본적인 활동을 영위하는데 수반되는 전제조건이다. 퍼스널 모빌리티는 새로운 이동수단으로 자동차와 동일한 바퀴구조를 가지고 있으며 이동성 역시 자동차와 유사하다. 최근 노약자와 교통약자를 위한 퍼스널 모빌리티도 4륜 전동카트가 널리 보급되었다. 일반적으로 전동카트는 주행경로를 변경할 때 차체는 조향하는 방향으로 회전하며 이 때 곡률반경에 따른 충분한 공간을 확보해야 한다. 제안하는 퍼스널 모빌리티는 대각선 주행이 가능해지면서 이동성의 한계를 극복할 수 있다. 또한 주행경로에 장애물이 존재하거나 건물내부와 같은 좁은 공간에서도 주행이 가능해지면서 교통약자도 다양한 주행환경을 극복할 수 있다. 이 논문에서는 제안하는 퍼스널 모빌리티의 메커니즘과 개발한 퍼스널 모빌리티의 조향성능을 실험하고 대각선 주행이 가능함을 입증한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권9호
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• pp.72-80
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• 2009

When the magnet wheel rotates over a conducting plate, it generates the traction torque as well as the repulsive force on the conducting plate. Partially-cut traction torque results in the linear force into the tangential direction. To cut the traction torque, the concept of magnetic shield is introduced. The direction change of the linear force is realized varying the shielded area of magnetic field. That is, the tangential direction of non-shielded open area becomes the direction of the linear thrust force. Specially a shape of permanent magnets composing the magnet wheel leads to various pattern of magnetic forces. So, to enlarge the resulting force density and compensate its servo property a few simulations are performed under various conditions such as repeated pattern, pole number, radial width of permanent magnets, including shape of open area. The theoretical model of the magnet wheel is derived using air-gap field analysis of linear induction motor, compared with test result and the sensitivity analysis for its parameter change is performed using common tool; MAXWELL. Using two-axial wheel set-up, the tracking motion is tested for a copper plate with its normal motion constrained and its result is given. In conclusion, it is estimated that the magnet wheel using partial shield can be applied to a noncontact conveyance of the conducting plate.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제1권3호
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• pp.376-384
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• 2003

In this paper, the simple geometric kinematics of a three-wheeled holonomic mobile robot is proposed. Wheel architecture is developed for the holonomic mobile platform in order to provide omni-directional motions by three individually driven and steered wheels. Three types of basic motions are proposed for the path generation of the developed mobile robot. All paths of the mobile robot can be achieved through a combination of the proposed basic motion trajectories. The proposed method is verified through computer simulations and the developed mobile robot.