For the remote operation of the mobile robot, the human operator depends fully on the sensory information which is the partial information of the workspace of the mobile robot. It is usually very hard to fully manually operate the mobile robot in this situation. We propose the efficient guidance navigation method for improving the efficiency of the remote operation with the expanded guide circle using the sensory information. The guidance command is generated from the proposed algorithm using the expanded guide circle. We evaluated the performance of the proposed algorithm using the experiments.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.12
no.3
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pp.245-249
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2012
In this paper, we propose a navigation algorithm for a mobile robot, which is intelligently searching the goal location in unknown dynamic environments using an ultrasonic sensor. Instead of using "sensor fusion" method which generates the trajectory of a robot based upon the environment model and sensory data, "command fusion" method is used to govern the robot motions. The navigation strategy is based on the combination of fuzzy rules tuned for both goal-approach and obstacle-avoidance. To identify the environments, a command fusion technique is introduced, where the sensory data of ultrasonic sensors and a vision sensor are fused into the identification process.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.25
no.3
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pp.341-347
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2022
This paper presents a comparison result of two simultaneous localization and mapping (SLAM) algorithms for navigation that have been proposed in literature. The performances of Extended Kalman Filter (EKF) SLAM under Gaussian condition, FastSLAM algorithms using Rao-Blackwellised method for particle filtering are compared in terms of accuracy of state estimations for localization of a robot and mapping of its environment. The algorithms were run using the same type of robot on indoor environment. The results show that the Particle filter based FastSLAM has the better performance in terms of accuracy of localization and mapping. The experimental results are discussed and compared.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.11
no.3
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pp.1477-1491
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2017
Inspired by the multi-scale nature of hippocampal place cells, a biologically inspired model based on a multi-scale spatial representation for goal-directed navigation is proposed in order to achieve robotic spatial cognition and autonomous navigation. First, a map of the place cells is constructed in different scales, which is used for encoding the spatial environment. Then, the firing rate of the place cells in each layer is calculated by the Gaussian function as the input of the Q-learning process. The robot decides on its next direction for movement through several candidate actions according to the rules of action selection. After several training trials, the robot can accumulate experiential knowledge and thus learn an appropriate navigation policy to find its goal. The results in simulation show that, in contrast to the other two methods(G-Q, S-Q), the multi-scale model presented in this paper is not only in line with the multi-scale nature of place cells, but also has a faster learning potential to find the optimized path to the goal. Additionally, this method also has a good ability to complete the goal-directed navigation task in large space and in the environments with obstacles.
The vacuum-cleaner had made the burden of house chore lighten but the operation labour of a vacuum-cleaner had been so severe. Recently, the cleaning robot was producted to perfectly solve the cleaning labour of a house but it also was not successful because it still had a problem of mess-cleaning, which is the clean-up of big trash and the arrangement of newspapers, clothes, etc. The cleaning robot is to just vacuum dust and small trash and has no function to arrange and take away before the automatic vacuum-cleaning. For this reason, the market for the cleaning robot is not yet built up. So, we need a design method and technological algorithm of new automatic machine to solve the problem of mess-cleanup in house. In this paper, a Home Mess-Cleanup Robot(HMR), which has a practical function of the automatic mess-cleanup, is developed. It need functions of agile automatic navigation, novel manipulation system for mess-cleanup. The automatic navigation system has to be controlled for the full scanning of living room, to recognize the absolute position and orientation of the self, the precise tracking of the desired path, and to distinguish the mess object to clean-up from obstacle object to just avoid. The manipulation system, which is not needed in the vacuum-cleaning robot, must have the functions, how to distinguish big trash to clean from mess objects to arrange, how to grasp in according to the form of mess objects, how to move to the destination in according to mess objects and arrange them. Then, it should be an intelligent system so that the mess cleaning task can be autonomously performed in a wide variety of situations and environments. It need to also has the entertainment functions for the good communication between the human and HMR. Therefore, the Home Mess-cleanup Robot with Entertainmental Human Interface is developed in this paper. Finally, the good performance of the designed machine, HMR'4, is confirmed through the results of the mess clean-up and arrangement.
This paper describes a new method for indoor environment mapping and localization with stereo camera. For environmental modeling, we directly use the depth and color information in image pixels as visual features. Furthermore, only the depth and color information at horizontal centerline in image is used, where optical axis passes through. The usefulness of this method is that we can easily build a measure between modeling and sensing data only on the horizontal centerline. That is because vertical working volume between model and sensing data can be changed according to robot motion. Therefore, we can build a map about indoor environment as compact and efficient representation. Also, based on such nodes and sensing data, we suggest a method for estimating mobile robot positioning with random sampling stochastic algorithm. With basic real experiments, we show that the proposed method can be an effective visual navigation algorithm.
This paper presents a simple sensor fusion algorithm using neural network for navigation of mobile robots with obstacle avoidance and trap recovery. The multiple sensors input sensor data to the input layer of neural network activating the input nodes. The multiple sensors used include optical encoders, ultrasonic sensors, infrared sensors, a magnetic compass sensor, and GPS sensors. The proposed sensor fusion algorithm is combined with the VFH(Vector Field Histogram) algorithm for obstacle avoidance and AGPM(Adaptive Goal Perturbation Method) which sets adaptive virtual goals to escape trap situations. The experiment results show that the proposed low-level fusion algorithm is effective for real-time navigation of mobile robot.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.65
no.10
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pp.1738-1745
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2016
In this paper, we present localization and autonomous navigation method using GPU(Graphics Processing Unit)-based SIFT(Scale-Invariant Feature Transform) algorithm and virtual force method for mobile robots. To do this, at first, we propose the localization method to recognize the landmark using the GPU-based SIFT algorithm and to update the position using extended Kalman filter. And then, we propose the A-star algorithm for path planning and the virtual force method for autonomous navigation of the mobile robot. Finally, we demonstrate the effectiveness and applicability of the proposed method through some experiments using the mobile robot with OPRoS(Open Platform for Robotic Services).
Most autonomous mobile robots view things only in front of them. As a result, they may collide against objects moving from the side or behind. To overcome the problem we have built an Active Omni-directional Range Sensor that can obtain omnidirectional depth data by a laser conic plane and a conic mirror. In the navigation of the mobile robot, the proposed sensor system makes a laser conic plane by rotating the laser point source at high speed and achieves two dimensional depth map, in real time, once an image capture. The experimental results show that the proposed sensor system provides the best potential for navigation of the mobile robot in uncertain environment.
In this paper, a behavior-based fuzzy control of mobile robots for autonomous navigation is presented. Behaviors of mobile robots are divided into two categories: reactive behavior and purposeful behavior, which are incompatible with each other. The former is reaction performed in terms of the sensory data and the latter is action for achieving the goal. The presented method generates appropriate control inputs to the robot to trade-off between the reactive and purposeful behaviors using fuzzy inferences. The method is applied to an synchro-drive type mobile robot and shown to be useful for autonomous robot navigation by providing simulation results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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