• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.546-551
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• 2011

Tilt sensor is required to control the attitude of the biped robot when it walks on an uneven terrain. Vision sensor, which is used for recognizing human or detecting obstacles, can be used as a tilt angle sensor by comparing current image and reference image. However, vision sensor alone has a lot of technological limitations to control biped robot such as low sampling frequency and estimation time delay. In order to verify limitations of vision sensor, experimental setup of an inverted pendulum, which represents pitch motion of the walking or running robot, is used and it is proved that only vision sensor cannot control an inverted pendulum mainly because of the time delay. In this paper, to overcome limitations of vision sensor, Kalman filter for the multi-rate sensor fusion algorithm is applied with low-quality gyro sensor. It solves limitations of the vision sensor as well as eliminates drift of gyro sensor. Through the experiment of an inverted pendulum control, it is found that the tilt estimation performance of fusion sensor is greatly improved enough to control the attitude of an inverted pendulum.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.627-630
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• 2009

해상용 Multi Sensor Surveillance System은 다양한 기술의 복합체로서 본 과제에서 개발하고자하는 Gyro Sensor based Servo Motion Control 알고리즘은 선박의 6자유도운동을 분석하여 그에 대응할 수 있는 Motion Control 동요안정화제어장치를 개발하는 것이며, Nano Driving Precision Pan-Tilt/Gimbal System은 초정밀 초고속으로 감시용 디바이스를 적시에 정확한 동작을 수행하게 해주는 필수적인 장비이다. 최종적으로 개발하고자 하는 분야는 해상용 Nano Driving Multi Sensor Surveillance System 중 Nano Driving Precision Pan-Tilt/Gimbal의 최적설계 및 제작, 3-axis Gyro Sensor based Servo Motion Control 알고리즘 개발, 영상추적 Video Tracking Software 및 Hardware의 개발 및 각 세부주관에서 개발한 각각의 장비를 하나의 시스템으로 통합하는 시스템 Integration 및 시험인증으로 하나의 시스템을 완성 하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.656-663
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• 2007

A new dynamic balancing algorithm has been proposed to minimize the number of sensors necessary for the horizontal balancing of the mobile inverted pendulum while maintaining the same level of the commercial performance. The inverted pendulum technique is getting attention and there have been many researches on the Segway since the US inventor Dean Kamen commercialized. One of the major problems of the Segway is that many sensors are required for the control of the Segway, which results in the high price. In this research, a single gyro and a tilt sensor are fused to obtain the absolute tilt information, which is applied for the control of the mobile inverted pendulum. A dynamic balancing technique has been developed and applied for a robust control system against disturbances. The intelligent handling and stable curving of the Segway as a next generation mobile tool are verified with a human loading.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권8호
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• pp.1585-1592
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• 2018

휠체어에 대한 균형을 맞추지 못하는 체중 배분으로 인해 기존의 휠체어 시스템은 휠체어가 언덕으로 올라갈 때 뒤집히거나 떨어질 위험에 직면합니다. 이 논문에서는 휠체어를 타는 동안보다 안전하기 위해 통합 된 자이로 센서와 틸트 센서를 사용하여 균형을 제어하는 실시간 새 솔루션을 제안했습니다. 휠체어의 전형적인 특성은 발을 움직이는 데 어려움을 겪는 특수 사용자를위한 것이기 때문에 휠체어 시스템의 균형을 유지하는 것이 중요하고 도움이되었습니다. 우리의 방법에서는 경사 센서의 정보를 이용하여 시트 각을 계산한다. 그러나 휠체어가 움직이는 관성의 법칙으로 인해 틸트 센서의 출력 값에 편차가 있습니다. 따라서 자이로 센서의 출력 인 가속도를 이용하여 각도 값을 최적화해야합니다. Gyro 센서와 Tilt 센서의 조합을 사용하여 이점을 얻었습니다. 또한 전체 시스템의 소비 문제도 해결했습니다. ZigBee 센서 모듈을 사용하여 다양한 실험을 통해 밸런싱 시스템의 전력 소비가 크게 줄어 들었습니다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.725-727
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• 2010

선박의 운동을 시뮬레이터 하기 위해서는 Pitch, Roll, Yaw의 세가지 선박 운동 요소를 시뮬레이터 할 수 있어야 한다. 이를 위해 선박의 운동을 시뮬레이터 할 수 있는 6축의 자유도를 가지는 모션 시뮬레이터를 설계 개발 하였다. Gyro Sensor based Servo Motion Control 알고리즘은 선박의 6자유도운동을 분석하여 그에 대응 할 수 있는 Motion Control 동요안정화 제어장치를 개발하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제16권3호
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• pp.355-363
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• 2015

본 논문에서는 ATmega기반의 스마트 제어보드를 이용하여, 지형의 경사로에 따라 실시간으로 전동휠체어의 시트를 제어하는 시스템을 제안한다. 스마트 제어보드에는 자이로 및 가속도 센서와 Tilt센서가 포함되어 있으며, 전동휠체어가 다양한 경사로 지형을 지나갈 때 실시간으로 2개의 센서를 이용하여, 지형을 파악할 수 있도록 구성되었다. 본 논문에서는 정확한 지형을 파악할 수 있도록 자이로 센서와 가속도 센서 기반에 상호보안 필터를 적용하여, 전동휠체어가 이동 중에 출력되는 센서 값의 노이즈를 해결하였다. 이를 기반으로 전동휠체어가 이동시 센서 출력 값의 노이즈로 인하여, 시트가 지속적으로 흔들리지 않고 안정적으로 시트 평행을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 사용자의 편의를 위해 전동휠체어에 익숙하지 않은 사람들이 쉽게 제어할 수 있도록 스마트 폰 기반의 제어 플랫폼을 제공한다. 스마트 폰의 제어플랫폼은 전동휠체어의 현재 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 욕창 방지와 관련하여, 시트의 기울기를 임의적으로 제어할 수 있도록 도와준다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.599-606
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• 2017

본 논문에서는 유모차 안전사고를 줄이기 위하여 유모차 자동 브레이크 시스템을 설계, 제작하였다. 아두이노를 기반으로 초음파센서를 이용하여 운전자 손의 핸들 접촉 유무를 판단하고, 자이로 센서로 유모차의 현재 기울어진 정도를 검출하도록 설계하였다. 다음 유모차 운전자의 손이 인식되지 않고 기울기가 특정각도를 넘어가면 서보모터가 작동하여 유압식 브레이크를 작동시켜 내리막길에서의 사고를 방지하도록 설계, 제작하였다. 끝으로 현재 상태표시 및 브레이크 원격제어가 가능하도록 스마트폰 기반의 어플리케이션을 개발하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.141-149
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• 2010

It is essential to find oscillating angles and periods in a seaway when designing and manufacturing stabilizers. It is difficult to find oscillating angles and periods in high speed turning and they vary with ship speed and wave heading angles, therefore, proper algorithm to measure oscillating periods in a seaway. In the present study, three kinds of algorithms are developed to measure oscillating angles periods in a seaway. Dual axis tilt sensor of low price is used to measure oscillating angles, and the effect of lateral accelerations on tilt sensor have been reduced by the fusion algorithm using the gyro sensor signals. Analog and digital filters are applied to minimize the noise of the signals. Three kinds of algorithms, zero crossing, peak to peak and moving zero crossing algorithm, are developed to measure oscillating periods in a seaway. It is found that the moving zero algorithm showed the best results in the sea trials.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제4권5호
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• pp.674-679
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• 1998

In this paper, a new coarse alignment algorithm is proposed for roughly determining the initial attitude of the vehicle. The algorithm, referred as two-step coarse alignment algorithm, computes roll and pitch angle of the vehicle using accelerometer outputs, and then determines yaw angle with gyro outputs. With the geometric relation between sensor outputs and attitude angles, the algorithm error is analytically derived and compared with the previous coarse alignment algorithm that computes a transformation matrix using accelerometer md gyro outputs simultaneously. The simulation is also performed by varying the sensor errors. The results show that the proposed two-step coarse alignment algorithm has better performance for east tilt angle.

• 로봇학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.289-297
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• 2009

This paper presents the development and control of a two wheeled car-like mobile robot using balancing mechanism whose heading control is done by turning the handle. The mobile inverted pendulum is a combined system of a mobile robot and an inverted pendulum system. A sensor fusion technique of low cost sensors such as a gyro sensor and a tilt sensor to measure the balancing angle of the inverted pendulum robot system accurately is implemented. Experimental studies of the trajectory following control task has been conducted by command of steering wheel while balancing.